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2018年, 第35卷, 第3期 刊出日期:2018-06-25
  
本期栏目: 名家综述  航空宇航工程  机械与材料工程  信息科学与工程  民用航空与安全工程  管理科学与工程  基础科学与工程 
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    名家综述
  • 名家综述
    刘皓
    2018, 35(3): 1-9.
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    信息物理系统(Cyber-Physical Systems, CPS)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统。然而,由于网络通讯和嵌入式计算机的存在,使得CPS易于受到对手的攻击,因此,其安全性成为一个无法忽视的问题。本文主要就CPS以下三个方面的研究进行相关综述:(1)网络攻击的类型;(2)攻击的探测方法;(3)安全估计与控制问题。最后,给出未来CPS网络攻击研究的重点问题与挑战。
  • 航空宇航工程
  • 航空宇航工程
    孙丹 丁俊杰
    2018, 35(3): 10-16.
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    针对传统迷宫密封泄漏量较大的问题,本文借鉴叶栅吹风效应,提出了一种新型转子含叶栅的迷宫密封结构。分析了新型密封结构的工作原理,建立了三维传统密封与新型密封数值求解模型。在验证求解模型准确的基础上,研究了转子转动方向、转速和压比等因素对传统密封与新型密封泄漏量的影响规律,分析了传统密封与新型密封的流场特性与泄漏特性,揭示了新型密封的封严机理。研究结果表明,传统迷宫密封在转子正反转的不同状态下泄漏量保持不变,而新型迷宫密封的泄漏量在转子正转时相较于转子不转下降了6%,在转子反转时相较于转子不转增加了6%;在转速低于5000r/min时,随着转子转速的增加,传统迷宫密封的泄漏量几乎不变,而新型迷宫密封的泄漏量下降了10%~15%,在转速高于5000r/min时,随着转子转速的增加,传统迷宫密封的泄漏量下降了2%~5%,新型迷宫密封的泄漏量下降了15%~25%;随着压比的增加,传统迷宫密封和新型迷宫密封的泄漏量都增大,但新型迷宫密封的泄漏量相对于传统迷宫密封下降了15%以上;与传统迷宫密封相比,新型迷宫密封由于转子上含有叶栅,导致转子转动时会在叶栅上形成高低压区,从而形成一股与泄漏气体方向相反的气流,起到增加阻力抑制泄漏的作用。本文提出一种新型转子含叶栅的迷宫密封结构,该新型密封结构的封严特性优于传统迷宫密封。
  • 航空宇航工程
    闻新 陈镝 乔羽
    2018, 35(3): 17-26.
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    神经网络故障诊断技术是航天器故障诊断中的重要手段,为航天任务的顺利完成提供了强有力的保障。本文介绍了神经网络故障诊断技术的本质和方法,阐述了最新神经网络模型在故障诊断中的应用效果。在归纳国内航天器神经网络故障诊断技术应用方法和研究现状的基础上,分析了不同神经网络故障诊断方法的优缺点,展望了国内航天器神经网络故障诊断技术的发展趋势。
  • 航空宇航工程
    吴江 刘远强 高峰 佟胜喜
    2018, 35(3): 27-31.
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    为了满足倾转旋翼无人机对配套螺旋桨巡航效率高、静态拉力大的需求,基于涡流理论,提出了一种螺旋桨设计流程。以某型倾转旋翼无人机的工况需求为输入,开发了一款适用其需求的15英寸固定桨距螺旋桨。通过程序计算得到了该型螺旋桨的弦长及桨距角分布,利用CATIA软件建立了螺旋桨的三维数字模型,并通过CFD软件进行了螺旋桨对应工况的性能分析。分析结果表明该型螺旋桨能满足某型倾转旋翼机的工况需求,验证了提出的螺旋桨设计流程在倾转旋翼机螺旋桨设计领域的有效性。
  • 航空宇航工程
    乔瑞 贺丹
    2018, 35(3): 32-39.
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    基于新修正偶应力理论提出了一种平面正交各向异性功能梯度压电微板的弯曲模型。与前人工作的不同之处在于,该模型中包含有两个材料尺度参数,分别考虑了两个正交方向上由尺度效应带来的结构在不同程度上的弯曲刚度和电势能的增强。假设功能梯度压电微板的材料属性在厚度方向上沿幂律形式变化。基于虚功原理推导了相应的平衡微分方程以及边界条件,并求解了受双向正弦载荷下四边简支的功能梯度压电方板静力弯曲问题的纳维解析解。从数值算例结果可以看出,本文模型可以反映尺度效应对结构力学、电学性能的影响。具体表现为,由尺度效应带来的结构弯曲刚度和电势能的增强会随着材料尺度参数与板的厚度接近时愈发显著,而随着板厚度逐渐大于材料尺度参数,尺度效应减弱并且最终消失。
  • 航空宇航工程
    蔡苏 方勃
    2018, 35(3): 40-46.
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    摘要:基于热弹性理论,建立了外表面受热冲击作用的轴对称各向同性圆柱的拟静态热弹性耦合模型。通过引入热弹性势函数和勒夫位移函数,将相互耦合的温度场与位移场分离为独立方程求解,采用Laplace变换与留数定理严格推导出温度场与应力场的一般形式,并结合数值仿真,图像显示了温度场与应力场的分布,结果表明耦合项具有显著效应。
  • 航空宇航工程
    田素梅 李东伟 祁武超
    2018, 35(3): 47-56.
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    为研究大攻角下前缘突节结构对风力机叶片气动性能的影响,基于FLUENT数值模拟,采用RNG k-ε 湍流模型分别对标准叶片和仿驼背鲸鳍叶片进行气动特性分析。结果表明,较小的攻角下仿生叶片的气动性能并不如标准叶片。当攻角α≥〖20〗^°之后,标准叶片出现明显的失速特性,此时带有前缘突节的仿生叶片升力系数也有所降低,但下降趋势比较平缓,大攻角下仿生叶片的升力系数始终高于标准叶片,具有良好的气动性能。根据风力机叶片特定截面处的速度云图以及叶片表面压强和流线的分布情况表明,叶片前缘特殊的突节结构相当于一个漩涡制造器,正弦前缘波峰处优良的气动性能是仿生叶片在大攻角下依然具有较高的升力系数的主要原因。前缘突节的幅值和个数是影响仿生叶片气动性差异的主要因素。

  • 机械与材料工程
  • 机械与材料工程
    宋广胜 赵原野 张士宏
    2018, 35(3): 57-65.
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    AZ31镁合金挤压棒材在室温、100℃、170℃、230℃和300℃条件下进行分别拉伸和压缩变形,测得了上述变形过程中的力学性能,分析了变形后的组织和织构变化。分析结果表明,由于镁合金挤压棒材存在典型的丝织构,影响了拉伸孪晶的启动,使镁合金棒材呈现明显的拉压非对称性,而当变形温度达到300℃时应力应变曲线不存在明显的拉压非对称性;拉伸变形温度达到170℃时已有动态再结晶发生,而当拉伸变形温度达到230℃时微观组织主要由再结晶晶粒组成,压缩变形温度达到300℃时发生动态再结晶;拉伸变形后仍为丝织构,但形成新的{101 ?0}⊥ED柱面织构,压缩变形后形成{0001}⊥ED的基面织构,压缩变形中的动态再结晶使晶粒取向发生明显变化。
  • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    于耕 李大武
    2018, 35(3): 66-71.
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    随着国际导航事业的迅猛发展,中国基于北斗的星基增强系统(BD-SBAS)的研究也迫在眉睫,其中完好性性能指标一直是实际应用中关注的重点,它是衡量卫星导航系统性能可靠性的重要标志。而完好性的两个主要指标:水平保护级(HPL)和垂直保护级(VPL)的算法也成为研究的重点。本文利用收集到的中国大陆环境监测网的参考基站数据,结合误差模型进而得出电离层与对流层误差,并由误差模型得出相关计算矩阵,最后再按照一定的算法便可计算出HPL与VPL的值。研究表明,计算出的水平与垂直保护级结果符合高精度导航进近的要求,从侧面证明了在中国北斗基础上搭建的星基增强系统同样可以被实际运用,而且精度很高,达到三类进近要求。

  • 信息科学与工程
    张德园 杨柳 李照奎 石祥滨
    2018, 35(3): 72-80.
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    批归一化训练技术是训练现代神经网络的重要技术之一。它通过归一化各个隐藏层的均值和方差,减缓了梯度爆炸或消失现象的发生。然而批归一化技术统计的均值和方差依赖于每一个mini batch的数据分布,导致训练时稳定性较差。本文提出了BN-cluster算法,基于构建块的思想设计了卷积神经网络框架用于分类图像数据集。分析了批归一化问题,统计了每一个批归一化输出结果均值的方差,并且设计了基于批归一化参数聚类的卷积神经网络集成算法,实验结果证明采用集成学习的方法确定批归一化的参数,网络在各个数据集上的训练波动均有所降低,保证了在不降低原有性能的同时使网络的收敛更加稳定、快速。

  • 民用航空与安全工程
  • 民用航空与安全工程
    张序
    2018, 35(3): 81-86.
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    采用回归分析法和Mann-Kendall突变分析法在成都基准地面气象观测站1951年至2003年逐日气象数据的基础上开展研究,确定出区域内的极端温度和降水事件,并对成都双流机场在该事件下的大雾成因和特点开展讨论,最后制定出大雾天气下安全运行的措施。研究表明:1)成都双流机场在春、秋、冬三季都容易形成大雾天气;2)在日历日内成都双流机场大雾主要在夜间开始形成,日出前达到最差;3)在成都双流机场出现大雾造成的低能见度天气下,新技术的引用和安排具备资质的机组有利于航班安全性和正常性的提升。关键词:航空气象;极端天气事件;显著性检验;低能见度;运行控制;签派放行

  • 管理科学与工程
  • 管理科学与工程
    吴景泰 刘秋明
    2018, 35(3): 87-92.
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    摘要:本文以沪、深A股市场中2011-2015年内上市公司为研究样本,研究了社会责任信息质量对分析师预测准确性的影响,并将分析师行业专长引入到二者的关系中,主要探索了三者之间的关系。研究发现:社会责任信息质量与预测准确性之间有显著的正向关系,分析师行业专长是分析师对不同行业社会责任信息解读能力的体现,强化了社会责任信息质量与预测准确性之间的关系。

  • 基础科学与工程
  • 基础科学与工程
    王诗云 张庆毅
    2018, 35(3): 93-96.
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    闭凸锥的变分几何性质在研究投影算子的微分性质、优化问题的灵敏性分析以及增广拉格朗日方法中,起着关键的作用。本文主要研究两类闭凸锥的对偶锥、极锥和投影。本文的主要结论将对于进一步研究相关优化问题的灵敏性分析、算法构建提供理论基础。