民用飞机全寿命周期成本及经济性设计研究

总结了民用飞机全寿命周期成本研究方法,对民机型号研制中通常采用的成本估算方法和软件工具进行了介绍。在此基础上,一方面从民机运营经济性的角度对不同市场条件下的计算分析模型进行了对比,指出发展更可靠的直接维修成本（DMC）模型的必要性;另一方面,从民机研制的角度,通过将经济性分析模块有机融入传统飞机设计流程,提出面向经济性设计的总体思路,为实现民用飞机的多学科设计提供了基础。     

分区LES/DES混合方法及缝翼三维流场模拟

提出一种分区大涡/脱体涡模拟混合方法,采用高阶空间有限差分方法和二阶隐式LU-SGS时间推进方法,对有限展长缝翼的三维流场进行了数值计算。该混合方法吸收了脱体涡模拟方法和大涡模拟方法各自的优点,在非核心区域使用脱体涡方法进行计算,相对于大涡模拟方法具有较高的计算效率;相对于分区脱体涡模拟中采用的雷诺平均方法,在计算量没有明显增加的条件下提高了对流场各尺度流动的模拟能力。计算结果与风洞实验数据吻合良好,同时缝翼流场主要观测点的压力脉动数据为后续缝翼噪声分析和低噪声优化提供了基础。     

响应谱峰值来历与噪声试验谱的缺陷

本文应用统计能量分析（ＳＥＡ）及质量载荷效应，研究了子系统响应谱峰值的来历；评述了ＭＩＬ－ＳＴＤ－８１０Ｅ－５１５．４及国军标ＧＪＢ－１５０－１７中噪声试验（梯形）谱的缺陷；指出响应谱值中的＂临界频率＂与＂环频率＂的重要意义。     

二维增升装置前缘缝翼的远场噪声分析

以计算流体力学软件FLUENT工具,二维增升装置模型L1T2为基准,采用LES模型和Ffcows Williams-Hall积分方法,计算二维增升装置前缘缝翼的远场噪声。通过计算24组不同缝道参数的二维增升装置的缝翼噪声和最大升力系数,分析了气动性能与噪声强度之间的关系,并采用建立响应面的方法对缝道参数进行了优化,使原增升装置模型的噪声强度得到了降低。结果表明:当缝道参数大小适中时噪声总声压级较小,反之噪声总声压级显著增大;当缝道宽度减小而重叠量增加时,噪声总声压级持续减小。适当的缝道参数组合是能够使所设计的增升装置较好地兼顾气动性能和噪声强度要求的。     

民机典型机翼结构的多层次制造成本模型研究

机翼的结构设计不仅要满足强度、刚度等力学性能要求,还要考虑制造成本因素.纵观国内外主要的成本估算模型,难以找到可以适用于设计全过程各个阶段的成本模型,同时基于历史数据的重量成本法的模型缺乏与主要设计参数的直接耦合,难以在整个设计过程中使用而基于CAE软件的多层次成本模型可以比较好地解决这个问题文中根据飞机不同设计阶段的特点,提出一种新的多层次成本模型的方法,并通过将成本模型直接与CATIA中的参数化模型相结合,建立多个涉及不同细节、又相互关联的递进的结构模型     

计算气动声学高阶差分格式的GPU并行实现

以圆管构型的声传播为分析对象,研究了基于图形处理器GPU的计算气动声学(Computational Aeroacous-tics,CAA)高阶有限差分算法的并行实现,并与CPU串行及MPI并行实现作了对比分析。首先介绍了管道简化模型的2.5维线化欧拉方程和GPU的编程模式以及调优参考准则,然后给出了相关物理量的空间离散方法的GPU实现。数值实验的结果表明,与CPU串行及MPI并行程序的结果相比,使用GPU的程序实现在达到与MPI并行同样的计算效率时,可以使用更少的计算资源。较之cluster上串行算法,工作站上GPU并行算法在使用不同网格规模的情况下可达到的3倍多的加速比。     

商用飞机持续适航事件经济性分析模型

我国某型民用飞机于2015 年开始陆续交付运行，积累了大量的持续适航事件和数据，但缺少量化的评价机制，用于持续适航事件的经济性分析。本文通过对民用飞机持续适航事件和数据的收集与分析，结合对主制造商和航空公司的成本和收益损失的计算，提出持续适航事件成本结构；在此基础上，建立单个事件的成本模型和持续适航事件经验曲线模型，进一步提出预测机型成熟期的持续适航事件成本预测模型并验证。结果表明：在机队持续适航成本预测模型提出的过程中，飞机停场天数、事件接收到确定措施时间和措施实施时间的取值敏感度高，在后续机队的运行过程中，应尽量减小这三个参数的取值，以降低持续适航事件成本。     

未来飞机的智能化技术综述与发展展望

我国商用飞机型号的系列化发展,使得我国进入全球屈指可数的多型号发展的大型飞机制造国家之列。如果无论单通道飞机,还是宽体飞机仍基本保持常规布局的假设成立的话,随着未来航空产品复杂性的增加和新技术的持续植入带来了市场、技术、经济和研制周期等多方面的挑战。在型号研制经验、特别是完整的全寿命周期的研制经验相对缺乏的不利条件下,在关注传统学科和专业技术领域发展的同时,更需要关注颠覆性新技术的预先发展和应用,力争实现跨越式创新。其中,智能化技术和方法将是未来航空全产业链发展的全局性关键技术之一,对进一步提高飞机安全性、经济性、舒适性和环保性,提高飞机设计制造和运营维护的个性化、定制化以及无缝化水平具有潜在的颠覆性影响。论述智能技术在商用航空领域全寿命周期各阶段和全供应链体系下的系统化应用价值,为宽体飞机项目的发展提出关键核心技术的战略性发展方向,服务于技术和产业布局以及核心技术预先发展的需求。