面向飞行高度层优化的凝结尾和风因素综合指数法

飞行高度层的选择是航空公司制定飞行计划的重要内容。为了节能减排、保护环境、提高航空公司利益,提出基于凝结尾和风因素的综合指数法来优化飞行高度层。将飞行高度层上的风和凝结尾因素归一化为风因数和凝结尾因数,确定最小综合指数对应的高度层为优化高度层。以四川航空公司成都双流至上海浦东的航段为例进行验证。实例表明,使用优化后的飞行高度层可以降低凝结尾的生成;并有效利用风向,达到节约成本,减少环境影响的目的。     

中国地区凝结尾数值模拟分析

为了解中国地区凝结尾发生的时空分布特征和环境特征,按照Schmidt–Appleman标准,建立凝结尾发生模型,并基于全国大气探空数据,统计分析了2001年至2017年中国地区凝结尾特征。结果表明,近年来凝结尾的发生数量呈增长趋势,其与年平均湿度呈正相关,相关系数达0.96;大兴安岭地区、陕北地区、青海东南和川北地区以及天山地区是中国地区凝结尾高发地区,华南地区是凝结尾发生数量最少的地区;凝结尾发生数量季节差异明显,春夏多,秋冬少;凝结尾发生时环境的平均温度为-35.2℃,平均湿度为50.4%。高度7 000 m至12 000 m范围内凝结尾发生数量占总次数的79.5%;凝结尾在不同高度层发生的概率不同,调整航空器的飞行高度层,可使凝结尾发生数量平均减少24.9%。     

基于Schmidt-Appleman标准的中国地区凝结尾数值模拟分析

为了解中国地区凝结尾发生的时空分布特征和环境特征,按照Schmidt-Appleman标准,建立凝结尾发生模型,并基于中国大气探空数据,统计分析了2001～2017年中国地区凝结尾特征。结果表明,近年来凝结尾的发生数量呈增长趋势,其与年平均湿度呈正相关,相关系数达0. 96;大兴安岭地区、陕北地区、青海东南和川北地区以及天山地区是中国凝结尾高发地区,华南地区是凝结尾发生数量最少的地区;凝结尾发生数量季节差异明显,春夏多,秋冬少;凝结尾发生时环境的平均温度为-35. 2℃,平均湿度为50. 4%。高度7 000～12 000 m范围内凝结尾发生数量占总次数的79. 5%;凝结尾在不同高度层发生的概率不同,调整航空器的飞行高度层,可使凝结尾发生数量平均减少24. 9%。     

高空飞行时飞机客舱臭氧浓度的评估

利用高空臭氧资料,根据飞机对客舱臭氧浓度的控制方法计算了高空飞行时客舱内的臭氧浓度,估算了飞机在臭氧浓度最大区域内(60°N~85°N、50°W~150°W)飞行时,客舱臭氧浓度可能会超出最大臭氧浓度的高度(最大飞行高度层)。结果表明:对于没有臭氧催化转换器的飞机,从1月到4月,最大飞行高度层大都在商业飞机的巡航高度之下(41100ft),3月的最大飞行高度层最低,为35000ft,从7月到11月,最大飞行高度层大都在41100ft以上。对于臭氧催化转换器老化的飞机,最大飞行高度层的高度都在41 000 ft以下,只有在3月份位于75°N~85°N的纬度上飞行时,最大飞行高度为41000ft。     

表面多孔涂层对强化凝结换热的影响

为探讨新的强化凝结换热的方法,考虑多孔层界面液体间的剪切效应,建立了蒸气在具有多孔涂层倾斜表面膜状凝结换热的物理数学模型。数值计算结果表明：在一定范围内,表面过冷度、多孔涂层的厚度、渗透率和有效导热系数的增大都不同程度地强化凝结换热,表面倾角引起的彻体力的变化对强化凝结换热的影响很大。与Ｎｕｓｅｌｔ理论预示值对比显示：多孔涂层具有明显的强化膜状凝结换热的作用,而多孔层的弥散作用是强化凝结换热的主导因素。多孔涂层特征参数的优化研究可为进一步的实验研究提供理论指导。     

基于决策试行与评价实验室一Choquet 积分的航班运行风险评价

为提高航空公司安全管理水平,提出一种基于决策实验室分析(DEMATEL)和Choquet Integral耦合的方法对航空公司航班运行风险进行评价。首先在识别航班运行风险因素的基础上,利用DEMATEL方法计算因素的综合影响矩阵。利用综合影响矩阵分别计算因素的影响度、被影响度、中心度和原因度,确定因素的因果属性并确定关键因素。在利用DEMATEL方法计算得到关键风险因素的基础上,利用Choquet Integra构建风险评价模型对航空公司航班运行风险进行综合评价。结果表明,该风险评价模型能够消除风险因素之间的关联性,实现航空公司航班运行风险的合理、有效评价。     

非涡核区域尾涡遭遇快速建模方法

基于Hallock-Burnham尾流速度模型,建立了尾涡流场、滚转力矩及最大坡度计算模型。通过对非涡核区域尾涡遭遇的仿真,计算尾涡流场中不同位置的飞机最大坡度,按坡度大小进行尾涡流场区域危险等级划分,确定流场中不同危险等级的分布范围;研究分析了飞机飞行高度、重量、马赫数以及前后机间隔等因素的变化对飞机尾涡遭遇的具体影响。通过案例分析计算,验证了模型的快速性,可用于尾涡流场非涡核区域危险性分析。     

国际航运市场运价定量预测方法

为了定量研究及预测国际航运市场运价指数,引入了市场综合因数概念,从运力供给入手,分析航运运价与市场综合因数之间的函数关系及其变化趋势,运用MATLAB软件中的曲线拟合方法编程,并调用FORTRAN语言中的最小二乘法曲线拟合程序,得出国际航运市场运价定量化预测模型,并实际预测出2001－2004年运价指数,可以看出未来几年运价指数呈现快速复苏趋势。     

不同更新方式巨尾桉林下植物群落变化及其环境解释

【目的】了解不同更新方式巨尾桉（Eucalytus grandis×E.urophylla）人工林下植物群落的变化规律。【方法】采用典范对应分析（CCA）,定量评价巨尾桉人工林下植物分布与更新方式和环境因子之间的关系。【结果】更新后5年,群落草本层和灌木层的物种丰富度均为植苗林〉萌芽林〉采伐迹地;草本层植物的ShannonWiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数以植苗林为最高,采伐迹地次之,萌芽林最小;灌木层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数则以萌芽林为最高,植苗林次之,采伐迹地最小;方差分析结果表明,萌芽林与植苗林草本层植物之间的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数存在显著差异（P〈0.05）,采伐迹地的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数明显低于萌芽林（P〈0.05）,其余均无显著差异。3种群落的物种组成存在显著差异,冠层透光系数、土壤孔隙度、坡向、速效磷对灌木层物种分布格局有重要的影响,4个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间灌木层物种组成变异的90%以上;冠层透光系数、坡向、总氮/总磷、速效氮/速效磷、土壤孔隙度对草本层物种分布格局有重要影响,5个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间草本层物种组成变异的86%。【结论】微生境的变化导致了不同更新方式巨尾桉人工林下植物组成的变化;适度干扰（不炼山、不施除草剂、带状整地、带状抚育）有利于林下植物多样性的维持。     

考虑机场、航空公司与空管需求的机场群离场航班时刻优化

随着我国航空流量的不断增加,机场群内航班延误时间长、延误架次多、机场时刻紧张等问题逐渐暴露,这些问题主要是航班时刻设置不合理所导致。为解决这些问题,需要对机场群内航班时刻进行优化。本文通过从机场、航空公司、空管三个角度综合考虑,分别以延误时间、航空公司航班时刻调整总方差、管制员总调整量作为优化目标,建立了机场群航班时刻优化模型,并使用权重线性递减的粒子群优化算法实现对模型的求解。以京津冀机场群为例进行分析,使用Matlab对模型进行寻优。结果表明优化后机场群内总延误时间由77 580分钟至46 260分钟,航空公司航班时刻调整总方差由447.076减少至63.141,管制员总调整量由467 次减少至253 次,三个目标均得到了优化。可见该模型权衡了机场、航空公司与空管之间的公平性,为机场群航班时刻的优化提供了理论参考。     

The importance of the diurnal and annual cycle of air traffic for contrail radiative forcing

Air traffic condensation trails, or contrails, are believed to have a net atmospheric warming effect, although one that is currently small compared to that induced by other sources of human emissions. However, the comparably large growth rate of air traffic requires an improved understanding of the resulting impact of aircraft radiative forcing on climate. Contrails have an effect on the Earth's energy balance similar to that of high thin ice clouds. Their trapping of outgoing longwave radiation emitted by the Earth and atmosphere (positive radiative forcing) is partly compensated by their reflection of incoming solar radiation (negative radiative forcing). On average, the longwave effect dominates and the net contrail radiative forcing is believed to be positive. Over daily and annual timescales, varying levels of air traffic, meteorological conditions, and solar insolation influence the net forcing effect of contrails. Here we determine the factors most important for contrail climate forcing using a sophisticated radiative transfer model for a site in southeast England, located in the entrance to the North Atlantic flight corridor. We find that night-time flights during winter (December to February) are responsible for most of the contrail radiative forcing. Night flights account for only 25 per cent of daily air traffic, but contribute 60 to 80 per cent of the contrail forcing. Further, winter flights account for only 22 per cent of annual air traffic, but contribute half of the annual mean forcing. These results suggest that flight rescheduling could help to minimize the climate impact of aviation.     

基于航道3段越障的民用运输机障碍物限制起飞重量计算模型

为研究障碍物对民用运输机最大起飞重量的影响,根据飞机在空中的受力特点及CCAR25-R4的要求,建立了基于航道3段越障的障碍物限制起飞重量的计算模型。模型根据飞机的空中运动方程推导出飞机总航迹和净航迹,再由净航迹的垂直高度与障碍物的高度之间的关系判断飞机是否可以安全越障。计算分析了计算步长、障碍物高度、顺逆风对最大起飞重量的影响。结果表明：改平高度与实际情况相符,障碍物限重规律与根据飞行手册得出的结论一致,计算结果合理;计算步长取1s能够获得较好的计算精度和时间效率;障碍物限重、改平点和改平高度均与障碍物的高度和位置有关;顺风或逆风对障碍物限重的影响为线性关系,同样的风速大小,顺风使起飞重量的减小量大于逆风使起飞重量的增加量;计算模型可为研究障碍物限重提供理论参考。     

基于多线程技术的目标航迹的真实再现

空中目标运动轨迹的真实再现是空情仿真的关键,本文结合目标飞行的实际情况,以四种基本模型描述目标的运动轨迹,给出了对应的数学模型,并在C Builder平台上基于OpenGL语言采用多线程技术对目标的飞行过程进行了再现。     

强风区高铁沿线板状风致硬飘物典型参数影响研究

以沿海地区某现役轻钢工业厂房为研究对象,围绕强风作用下板状风致硬漂物典型参数影响展开研究.基于Matlab软件,阐明板状风致硬飘物在风速、厂房高度和板特征长度典型参数影响下的飞行特性,给出避让安全距离.分析表明:板状风致硬飘物在飞行过程中伴有升、降、翻转的运动特性;风速对硬飘物的影响最为显著,厂房高度影响次之,板的特征...     

嵊山防波堤工程浅水波高变形计算

对所给嵊山附近海域的海图进行处理,画出工程点附近海域的网格(99*85)得到工程点附近海域的水深资料.利用P3分布计算50年一遇的波高作为为初始波高,以高潮累积频率10%和低潮累积频率90%来计算设计高、低水位,采用波向线法并结合水深数据利用VB程序得到由外海向工程点传播的波向线折射图和波浪传播到工程点时的波高。     

建筑群风环境分层优化策略

为改善建筑群风环境,通过数值模拟技术研究了原始建筑群的风环境情况,并通过分层优化方法改善建筑群的风环境。结果表明,利用分层优化方法对原始建筑群风环境进行优化,使整个研究区域1. 5 m高度处平均风速获得提升效果,风速低于1 m·s-1和高于5 m·s-1的区域面积缩小。可见,分层优化方法有效地改善了建筑群的风环境状况,使行人高度处的风速达到满足人体舒适度的合理阈值。     

风速对小型旋翼无人机螺旋桨的影响分析

为研究风速对小型旋翼无人机的气动特性的影响,在中国民航大学风洞试验室模拟不同来流下无人机的飞行状态,通过动力测试系统测量螺旋桨的拉力、扭矩、系统效率、桨力效等参数,并分析了风速对螺旋桨性能参数的影响。并进行了计算流体力学(CFD)数值模拟,计算了T-MOTOR直径558mm的碳纤维螺旋桨,并与试验结果进行对比验证模型的有效性。通过试验与数值模拟分析风速影响下小型旋翼螺旋桨不同风速与不同转速的参数变化。结果表明,数值模拟与风洞试验具有一致性,其中扭矩误差在5%以内,拉力误差在13%以内,且风速对小型旋翼无人机动力系统参数具有极大的影响,对无人机飞行的安全性具有严重的威胁。通过研究可为小型旋翼无人机的优化与风速对适航安全提供参考。     

风、雨对某型导弹飞行过程影响的数学建模与仿真

导弹在飞行过程中不可避免的遇到各种外界干扰。其中环境对导弹飞行的速度姿态角的变化的影响尤为明显,所以研究导弹在风雨条件下的飞行是非常有必要的。为了研究环境因素对导弹飞行过程的影响首先建立导弹的运动学和动力学数学模型,然后建立风等的环境模型,再利用vc++通过四阶龙格库塔法进行仿真。最后得出导弹飞行过程中姿态角主要受风的影响,而雨由于只是宏观建模,对导弹的飞行过程影响主要是速度高度的影响较大。     

风场扰动对无人机控制/导航影响效应仿真

为了全面、定量分析风场扰动对无人机控制/导航系统的严重影响,选取某型探测/侦察无人机作为典型代表,首先利用近60余年NCEP再分析资料,针对我国及周边地域,进行了低空风场建模（包括平均风速和湍动分量）和仿真再现;在此基础上,在Matlab/Simulink仿真环境中,构建了该无人机虚拟样机,包括动力学、控制、惯性/GPS导航等关键子系统,反映了其基本飞行品质和控制响应;最后,分别在理想和风场扰动条件下,进行了该无人机典型巡航/侦察任务的飞行仿真,得到了飞行航迹/姿态、控制响应等关键参数,通过对比分析,全面、定量评估了风场扰动对惯性/GPS导航系统的影响效应。结果表明：风场扰动对于无人机惯性导航系统具有较大的影响,所产生的积累误差随时间增加逐步增大,相比而言,基于GPS的控制/导航系统具有较好的适应性和鲁棒性。     

某内陆核电厂冷却塔雾羽对环境要素变化的响应分析

 冷却塔雾羽扩散直接影响冷却塔周围区域居民生活环境,是内陆核电厂散热系统运行环境影响评价时首要考虑的重要问题。应用冷却塔环境影响评价模型（SACTI）,针对不同环境温度和风速变化情景下自然通风冷却塔雾羽特征参数进行模拟,以确定不同季节气象要素变化可能对冷却塔雾羽扩散产生的影响。研究表明,SACTI 模型预测的不同温度条件下雾羽长度发生频率随温度增高呈下降趋势;雾羽高度发生频率随温度下降呈增加趋势、随温度增高呈减少趋势;雾羽半径发生频率随温度变化呈减少趋势。不同风速条件下,雾羽长度发生频率随风速增加呈增加趋势,雾羽高度发生频率随风速增加呈减少趋势,雾羽半径发生频率随风速增加呈减少趋势。冷却塔雾羽受温度和风速影响显著,直接影响不同季节冷却塔雾羽扩散。