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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    道面平整度对湿滑道面-飞机轮胎相互作用影响分析

    蔡靖黄钰岱李岳赵海...
    5583-5594页
    查看更多>>摘要：湿滑条件下,跑道不平整使积水厚度随道面起伏而变化,影响飞机起降安全.因此,引入国际平整度指数(interna-tional roughness index,IRI),搭建基于IRI的轮胎-积水-道面有限元模型,通过仿真模拟,分析不同IRI的道面对飞机临界滑水速度的影响;结合IRI,对比不同飞机轮胎速度、积水厚度条件下道面视摩擦因数较平整道面的降低幅度,分析IRI对道面摩擦性能的影响;并依据某机场视摩擦因数实测试验结果,对仿真实验结果进行修正,探究IRI对飞机刹车效应的影响.结果表明:道面平整段积水厚度一定时,飞机临界滑水速度随IRI增加而降低,当IRI=5时,飞机临界滑水速度较平整道面降低约30％;飞机轮胎速度一定时,视摩擦因数随道面平整度等级降低而减小,当IRI=5时,视摩擦因数较平整道面降低幅度高达98％,严重影响飞机运行安全;道面平整度等级为"好"时,相同平整度段积水厚度下,飞机轮胎与道面视摩擦因数随IRI的增加而减小;综合考虑IRI和经试验数据修正后的视摩擦因数对飞机刹车效应产生的影响发现,随着平整度指数与平整段积水厚度逐渐增加,飞机刹车效应会产生降级.国内某机场道面在1.5＜IRI≤2,平整段积水厚度≥7.66 mm的道面条件下,飞机刹车效应最大降低了 3级,即由"中到差"降至"差",此时飞机方向操纵与减速能力严重下降;积水道面平整度评价为"中"和"差"时,飞机刹车效应降级幅度突增,导致道面条件无法保障飞机运行安全;平整段积水厚度为7.66-13 mm时飞机刹车效应受IRI变化的影响较大,降级变化明显,在维护过程中须尤为注意.

    机场工程临界滑水速度道面平整度国际平整度指数视摩擦因数刹车效应

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    基于融合多尺度多通道特征的深度监督网络实现裂缝检测

    朱俊彬杜斌许世敏
    5595-5603页
    查看更多>>摘要：针对卷积神经网络在提取宽裂缝时,浅层卷积层在提取一些细节信息的同时也提取到了大量噪声的问题.提出了一个基于VGG-16骨架并融合深层特征的全卷积神经网络(fully convolutional network,FCN)分割网络,并在每层加入侧边输出以直接监督模型学习到更多的有用信息.此外,还采用了一种Focal Loss损失函数来解决数据集本身正负样本分类不平衡的问题.这种多尺度多通道深层特征与独特的损失函数融合应用,使网络具备很强的抗干扰性和较快的收敛速度.在Deep-Crack 数据集上,所提出的深层特征融合网络(deep feature fusion network,DFFN)与整体嵌套边缘检测(holistically-nested edge detection,HED)、FCN和DeepCrack相比,表现出更好的性能和更快的推理速度.

    卷积神经网络裂缝分割侧边监督样本平衡

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    勘误表

    5603页
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    基于动网格技术的抛鸟运动轨迹分析

    张琦朱焕娜鲁勇帅冯传奇...
    5604-5610页
    查看更多>>摘要：发动机吞鸟试验是检验航空发动机安全性和可靠性的重要手段,为了探究在发动机吞鸟试验中,鸟体出膛后飞行轨迹的变化,优化抛鸟策略,采用动网格技术,使用六自由度模型对鸟体出膛后的轨迹进行计算分析.结果表明:鸟体出膛后,其肩部会形成一个高压区域,尾部形成一个低压区域,由此产生气动阻力,在运动方向阻力最大,在飞行过程中阻力会稳定在某一数值;运动方向垂向和横向所受气动力很小,但数值波动较大,且变化无规律;鸟体飞行过程中速度衰减小,弹道平直,可以采用直瞄的方式将鸟体抛向指定的位置.

    吞鸟试验飞行轨迹六自由度动网格CFD

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    航空发动机风扇机匣声衬与进气道声衬联合设计方法

    陈垂文李旦望刘林纪良...
    5611-5619页
    查看更多>>摘要：对于现代的大涵道比涡扇发动机,风扇噪声是主要的噪声源.风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬能显著降低风扇前传噪声.该两段声衬距离接近,所处的声场互相影响,有必要研究风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬的联合设计方法.首先结合国内外进展,对声衬优化设计方法、声传播计算模型、声源模型、声阻抗模型、代价函数等声衬设计的关键环节进行讨论,并选择合适的方法形成一套完备的声衬设计体系与设计工具.同时,对航空发动机风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬进行联合设计,得到单自由度与双自由度声衬两套方案,证明该工具的工程可行性与有效性.最后,对两种声衬方案进行了不同方面的评估,包括叶片通过频率(blade passing frequency,BPF)噪声降噪效果、宽频降噪效果等.评估表明,在该设计思路下,两方案在飞越、边线、进场前两阶BPF噪声都能得到很好的降噪效果,并且双自由度声衬能够在更宽的频率范围内显示出降噪优势.但是,如果代价函数能够进一步囊括声衬的宽频吸声效果,双自由度声衬能够具有更优的宽频降噪效果.

    风扇机匣声衬进气道声衬联合设计涡扇发动机

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    基于系统工程理论的军民机适航管理差异性分析

    郭放刘徽杨慧赟刘嘉伟...
    5620-5625页
    查看更多>>摘要：为科学梳理出军民机适航管理的差异性,提高军民机适航安全性,创新性地应用系统工程理论中的输入-流程-输出(input-process-output,IPO)模型,将适航管理作为系统工程的一个管理流程,建立基于系统工程理论的适航管理流程IPO模型.利用适航管理流程IPO模型的输入、输出、使能项、控制项、活动5个要素分别开展军民机适航管理差异性分析.军民机适航管理相同点在于两者都是以保障航空发动机的安全性为 目标的一种全方位、全过程的过程控制管理.不同点在于安全性目标、管理机构、依据标准/法规体系、标准/法规的可裁剪性、派驻和分工方式、监管方式等方面的管理程度、强制程度不同.分析了军机适航管理和民机适航管理存在的具体区别,并为后续军民机适航管理的发展提供参考意见.

    系统工程适航军用航空发动机民用航空发动机适航管理

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    基于SSA-SVM的航空电弧故障检测

    戴洪德张志亮崔伟成王艺卉...
    5626-5633页
    查看更多>>摘要：针对航空线路系统电弧故障隐蔽性高和难以检测的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量机(sparrow search algorithm optimization support vector machine,SSA-SVM)的航空电弧故障检测方法.首先采用小波分解对电弧故障电流数据进行分解,小波分解能有效克服经验模态分解时存在的模态混叠问题.再从信号无序度的角度对电流分量提取能量熵、模糊熵与近似熵,并构造特征向量.然后,使用麻雀搜索算法对支持向量机的权值进行优化,得到最优的权值,最后用训练好的支持向量机对测试样本进行分类.为了验证所提方法的有效性,搭建电弧实验平台,模拟航空线路系统电弧故障的产生,分别采集交流串联正常和电弧故障电流数据,应用所提出的SSA-SVM算法进行电弧故障检测,结果表明,所提方法能较好地识别出电弧故障,检测准确率达到99.5％,相比于粒子群算法或遗传算法优化的支持向量机,对电弧故障的检测准确率分别高出2.5％和2％.

    电弧故障检测小波分析支持向量机麻雀搜索算法

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    基于心率变异性的飞行员脑力负荷特征

    张宁宁陈飒
    5634-5641页
    查看更多>>摘要：为了探索五边飞行不同阶段飞行员脑力负荷水平,寻找表征脑力负荷的心电指标,对飞行学员展开五边飞行任务的六自由度模拟飞行实验,测量飞行过程中的脑力负荷水平,采集不同飞行阶段飞行员心电各指标数据,利用因子分析构建飞行员脑力负荷模型,分析和验证不同飞行阶段飞行员脑力负荷的变化特征.结果表明:相比心率指标,心率变异性指标在测量飞行员脑力负荷时具有更高的信度和效度;起飞和上升阶段的脑力负荷处于较低水平并呈下降趋势;巡航阶段的脑力负荷水平较低且变化趋势平滑;进近着陆阶段的脑力负荷水平最高.此外,突发事件会显著影响脑力负荷,引起飞行员脑力负荷的显著增加.

    飞行员五边飞行心率变异性脑力负荷因子分析

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    内陆河流域浮床植物根际微生物群落特征与比较

    罗海霞罗雪梅苟小林李森...
    5642-5651页
    查看更多>>摘要：为研究内陆河流域不同浮床植物的根际微生物群落结构、多样性、潜在生态功能及其差异,采集了位于沱江二级支流赤水河生态浮床上的风车草(Cyperus involucratus)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)、再力花(Thalia dealbata)、鸢尾(Iris tectorum)、美人蕉(Canna indica)、梭鱼草(Pontederia cordata)6种植物生长旺盛时期的根系样本,通过细菌16sRNA片段高通量测序和生物信息学手段,分析了微生物群落结构组成、生物多样性以及潜在的生态功能.结果表明,变形菌门(Proteobacteria)在6种浮床植物根际细菌中占绝对优势,丰度达47.5％～72.2％,在植物生长环境较为相似且空间距离较近的情况下,不同浮床植物根际微生物属水平优势种群丰度差异仍较大.微生物群落多样性由大到小依次为鸢尾、美人蕉、黄菖蒲、风车草、再力花、梭鱼草,同科同属的黄菖蒲和鸢尾根际细菌组成相对较为相似.风车草根际硝化/反硝化功能菌群丰度更高,梭鱼草根际芳香族化合物降解功能菌群丰度显著高于另外5种植物.根长、株高和生物量更大的植物根际微生物中芽殖杆菌属丰度显著更高,植物生长指标与部分根际细菌氮转化存在正相关关系.研究结果可为浮床植物根际微生物群落研究和生态浮床的建设优化提供参考.

    生态浮床水生植物微生物群落生态功能

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    基于最大熵模型的城市内涝风险预测:以北京市主城区为例

    张震禹刘家福祝悦张柏豪...
    5652-5661页
    查看更多>>摘要：随着全球气候变化和城市化发展,城市内涝频发且严重影响城市发展,研究内涝影响因素,进行内涝风险评估对防灾减灾具有重要意义.以北京市主城区为研究区域,获取内涝空间数据和影响因子数据,采用MaxEnt模型进行探究,识别内涝潜在风险区和分析影响因子与内涝风险的关系,结果表明:影响内涝风险的主导因子为与立交桥的距离、建筑密度、不透水面比例、人口密度、暴雨持续时间、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI);研究区内超过24.6％区域范围都处于内涝风险区,高风险区总面积约为40.17 km2,中风险区的总面积约为298.09 km2;较低风险与低风险区面积分别为423.75 km2和30.53 km2.各区内涝点分布数量大小关系为丰台区＞海淀区＞朝阳区＞石景山区＞西城区、东城区;历史内涝点在空间分布上具有"南密北疏,西密东疏"的分布格局与"多核中心,次中心团带连接"的特征.对风险评估结果进行空间自相关分析发现风险概率在丰台区中部,海淀区东北部、南部,石景山区东部地区呈高-高聚集,表明该区域在未来可能会受到周围区域的影响而发生内涝灾害,要高度关注该区域实现精准防控.相关成果为城市进行基础设施完善改造、潜在内涝积水点防治、制定应急减灾预案和应对措施等方面提供一定参考.

    城市内涝最大熵模型空间自相关风险预测北京市主城区

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