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航空宇航工程
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  航空宇航工程

  表面开孔对机翼气动性能影响规律研究

  祁武超 钱德龙 田素梅 许卫锴 赵维涛

  2020, 37(4): 1-12.

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  摘要：为在大攻角下提升机翼结构的气动性能，提出一种在机翼结构表面开孔，建立泄压廊道连通上、下翼面压力的方法，可促使飞机从失速状态改出。利用fluent软件采用Realizable k-ωSST湍流模型和SIMPLE算法，数值模拟了在不同攻角下，机翼表面开孔的大小及角度对机翼气动性能的影响，并讨论了开孔机翼表面绕流的规律。对比基于NACA0018翼型的标准机翼，结果显示，在小攻角条件下，表面开孔机翼的升力系数略低；但当攻角增至16°时，标准机翼开始出现明显的失速特征，而此时开孔机翼的升力系数高于标准机翼，可在大攻角下维持良好的气动性能。以圆形开孔为基础，研究了不同开孔尺寸对机翼气动性能的影响，数据表明，机翼结构在大攻角下的升力系数随开孔尺寸的增大而增大，当开孔尺寸为0.06m时，气动性能最佳。另外，当开孔的方向从垂直于弦线方向发生偏转后，机翼在大攻角下的升力系数也随之增大。
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  航空宇航工程

  潜在危险性小行星偏转方法研究现状

  杨慧欣 马世宇 滕英元 王祖昊 刘璐 李思琦 江航

  2020, 37(4): 13-22.

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  具有潜在危险性的小行星偏转问题不断受到重视，多种偏转方法被提出。小行星偏转的主要目的是通过改变小行星的原始运行轨道，减轻小行星对地球安全所造成的威胁。目前提出的各类小行星偏转方法可归为两类：脉冲法和慢推力法。其中，脉冲法主要包括核攻击和动能撞击方法；慢推力方法包括引力牵引、激光消融、离子束引导、质量驱动器、太阳能辐射等方法。同时，跟踪最新提出的几种偏转方法。概括每种小行星偏转方法的适用性及优缺点。总结小行星偏转关键技术，展望小行星偏转技术未来发展趋势。
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  航空宇航工程

  中介轴承集油结构内两相流动的数值研究

  戴海宁 徐让书 强轲 田骏丹

  2020, 37(4): 23-30.

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  为了找到某航空发动机中介轴承集油结构的集油损失的原因，采用基于VOF模型的多相流数值计算方法，对集油结构内的油-气两相流动进行模拟研究。分析了结构内的流场和滑油运动规律，并给出了内圈转速对集油效率的影响。结果表明：转速越大，集油效率越低。集油环腔内的流动以周向流动为主，在环腔子午面上出现非对称的旋转涡流。集油损失的原因是滑油从进油孔甩入环腔，与保持架内表面碰撞，分为两股油流，一股流向轴承内部，另一股流向泄漏口方向。流向泄漏口方向的滑油由于缺少流向轴承内部方向的驱动力而在油坝内侧附近积累，达到一定量时溢过油坝，泄漏到轴承腔中。
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  航空宇航工程

  常规布局无人机动力学解算和三维视景仿真

  安子聪 院老虎 陈旭

  2020, 37(4): 31-39.

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  以某型低速无人机为例,使用Digital Datcom计算机程序对某型无人机进行气动参数估算,将所得气动参数导人Matlab,然后搭建无人机的Simulink模型、包括环境模型、动力系统模型、执行机构模型和空气动力学模型,六自由度运动方程模型,并使用串级PID进行无人机纵向飞行控制器设计,对控制器进行参数整定。利用AC3D软件和. xml修改并配置无人机的Flightgear模型,将仿真模型用Matlab-Flightgear联合进行无人机的动力学解算和实时三维视景仿真。
机械与材料工程
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  机械与材料工程

  刀具前角对单晶硅超精密加工表面质量的影响

  王明海 王福宁 王奔 刘琪 尤思尧

  2020, 37(4): 40-46.

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  为了解决单晶硅加工表面质量各向异性的问题，应用分子动力学方法研究刀具前角对单晶硅加工表面质量的影响。建立四种调整前角的切削模型，分析单晶硅相变情况、应力、切削力和摩擦系数。切削单晶硅(111)[-211]晶向的结果表明，负前角并不是越大越好。刀具前角调整到-20°时，产生的具有5、6配位数的硅原子数最少，亚表面损伤程度最低，此时的静压峰值也是最小的。通过调整切削前角，刀具产生最适静应力，从而控制高压相变的发生，实现对加工表面各向异性的消减。
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  机械与材料工程

  石墨烯气凝胶/BMI复合材料的制备及性能研究

  薛飞 李伟 冯博文 王柏臣

  2020, 37(4): 43-53.

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  以Hummers法制备的氧化石墨烯（GO）作为前驱体，通过化学还原自组装的方式制备石墨烯气凝胶（GA），并采用微波辐射的方式对其进行还原处理，考察微波还原对气凝胶结构和导电性能的影响；进而将微波还原前后的石墨烯气凝胶分别与双马来酰亚胺（BMI）树脂复合，制备石墨烯气凝胶/BMI复合材料。结果表明，和GA相比，微波还原的石墨烯气凝胶（MRGA）其表面含氧官能团含量减少，电导率增加；MRGA/BMI复合材料的电导率和电磁屏蔽效能较GA/BMI均有明显提高。
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  机械与材料工程

  5083铝合金填丝等离子弧焊接头组织及力学性能

  吴双虎 国旭明 韩善果 易耀勇

  2020, 37(4): 54-60.

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  对5mm厚5083铝合金进行填丝等离子弧焊实验，研究了焊接工艺参数对等离子焊接头成形的影响，观察分析了接头的微观组织，并对接头的力学性能进行了测试。实验结果表明，随着送丝速度增加，焊缝熔深减小，余高增加；随着等离子电流增大，熔深和熔宽增加；随着焊接速度增大，熔深、熔宽和余高变小。焊接接头中的热影响区为再结晶组织，熔合区由细小的等轴晶组成，焊缝区中靠近熔合线的区域为柱状晶组织，焊缝区中心部位是等轴晶组织。母材金属由α(Al)与β(Al3Mg2)和Al6Mn第二相组成，焊缝金属由α(Al)和β(Al3Mg2)第二相组成。焊接接头的显微硬度呈“U”形分布，焊缝中心区的硬度最低。焊接接头的抗拉强度为308MPa，达到母材强度的88%，断后伸长率为9.2%。断裂形式为典型的韧性断裂。
信息科学与工程
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  信息科学与工程

  车联网中基于自适应阈值的物理层安全身份认证方法

  王宇鹏 何丽

  2020, 37(4): 61-69.

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  进入21世纪以来，汽车交通行业与信息通信行业的融合，加速了智能交通车联网的诞生，其系统组成、应用场景和通信环境等都有全新的改变。为了满足新一代智能汽车高可靠性、低延时、低功耗、高安全性等方面的通信需求，物理层安全认证被引入到车联网相关研究中。传统通信网络应用的身份认证方案中将判决阈值设定为固定值，导致在低信噪比环境下，身份判决通过率由于阈值设置过高而降低。因此本文提出一种自适应阈值的车联网物理层安全身份认证方法，在车联网中有噪无线信道环境下，使用二分查找算法和模拟退火算法自动调节、确定最优阈值，降低计算复杂度，与传统身份认证方案相比，本方案能够有效提高身份认证概率，显著增强车联网通信系统的安全性。
民用航空与安全工程
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  民用航空与安全工程

  基于AATCSR-模拟退火算法的多跑道进离场航班优化调度

  黄涛 郝雅

  2020, 37(4): 70-75.

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  飞机在多个跑道上的调度问题可以建模为一个有准备时间、目标时间和截止日期的平行机器调度问题。安排起飞和着陆的飞机尽可能接近他们的计划时间，因此目标函数为总加权延迟最小。此外，所排飞机的序列应满足规定的最小时间间隔以避免尾流涡效应。这些间隔时间使问题变得更加困难，因为在一定情况下它们不一定遵循三角不等式。基于上述问题，本文提出了一种基于优先级规则的贪心算法与模拟退火算法相结合的一种启发式算法，即AATCSR-SA算法，在合理的计算范围内找出较好的调度方案，通过求解并进行比较，对算法的有效性进行了评价。
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  民用航空与安全工程

  航班运行突发事件应急恢复

  张成伟

  2020, 37(4): 76-80.

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  近年来航空公司时常发生突发事件，对航空公司整体运营造成极大的影响。航空公司在发生了突发事件后，有效及时的处理和恢复会减少航空公司的损失。利用航班网络中各节点的承载量、容量以及恢复概率等指标研究在应急恢复条件下航班网络级联失效模型，分析所选取指标与航班网络节点的抗毁性和航班网络崩溃速度之间的关联性。最后，提出航班运行网络恢复算法设计，针对航空公司航班运行过程中发生突发事件情况，为航班运行恢复生产过程中的控制和防范提供参考依据。
管理科学与工程
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  管理科学与工程

  短期股票价格预测的时序权重均值模型构建

  赵庆国 孔祥月 刘莉明 杨龙倩

  2020, 37(4): 81-89.

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  本文针对现有股价预测模型较复杂实际应用性不强的问题，构建一个计算简便可广泛应用的时序权重均值模型。并选取沪深A股市场207支股票的243个交易日收盘价对该模型与常用的算数平均数法的预测精度进行对比。结果表明在对股票价格做短期预测时，算数平均数法预测值总是滞后实际水平，而时序权重均值模型对股价的变化反应更灵敏。同时对比三日、四日和五日基期下的预测效果，发现该模型在基于连续三天历史股价预测第四日股价的应用中预测效果达到最佳。
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  管理科学与工程

  电子商务环境下基于预售模式的混合带回程取货车辆路径问题

  李琳 孟娇 陈莹

  2020, 37(4): 90-96.

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  本文研究了在B2C电子商务环境下混合带回程取货的车辆路径问题（Vehicle Routing Problem with Mixed Backhaul, VRPMB），取货和送货需同时满足车辆容量约束，目标是最小化费用函数，结合B2C电子商务环境下物流配送的特点，在传统的物流配送模式中引入了预售模式的理念，对电商平台订单进行打包配送，达到节省配送成本的目的。建立了VRPMB的数学模型，并采用禁忌搜索算法（Tabu Search, TS）与K-均值聚类算法（K-means）相结合的混合算法求解该问题。一个高质量的初始解能够帮助禁忌搜索算法在解空间中找到一个最终的高质量的解决方案，提升禁忌搜索算法的收敛速度。仿真实验结果与已有文献的结果相比，计算结果表明本文提出的算法可在短时间内取得更好的解决方案，从而验证了模型的合理性与算法的有效性。