基于专业学科竞赛管理的航空创新型人才培养研究——以西北工业大学航空学院为例

以专业学科竞赛为有效载体,通过对竞赛管理机制的探讨,使学科竞赛成为航空创新型人才培养的一条有效途径。

浅谈高校“方向—层面—个体”学风建设模式的构建——以西北工业大学航空学院为例

学风建设是高校可持续发展的核心竞争力,学风的好坏直接关系到教育教学和人才培养质量的高低。本文以西北工业大学航空学院学风建设为例,探讨了"方向—层面—个体"学风建设模式的构建,提出注重方向选择是学风建设的关键,加强层面推进是学风建设的基础,强化个体带动是学风建设的保障,以此促进优良学风养成。

课程思政建设创新机制研究与实践——以西北工业大学航空学院课程思政建设为例

教育教学理念、教学内容、教学方法、教材、思政元素挖掘等方面的不足会影响课程育人成效,要求高校在推进思政课程和课程思政建设中不断完善。本文系统阐述了西北工业大学航空学院在航空国防特色专业课程思政建设中的研究与实践经验,涉及课程思政建设顶层设计、高校内外协同育人新模式探索,以及“点、线、面、体”式课程思政资源建设。介绍了学院在课程思政建设中所取得的成效及经验启示,包括宣传示范引领、思政课程和课程思政同向同行的具体做法、课程群与课程思政团队的主要载体形式、实践课程和虚拟仿真实验平台思政元素融入等,以期为提高高校课程思政建设成效提供参考。

面向航空强国的航空工程学位教育综合改革与创新实践——西北工业大学航空电类研究生“3333”培养模式实例验证

围绕航空工程全日制专业学位研究生教育进行了系统深入的理论研究和改革探索,提出了面向航空强国跨越需求的航空电类研究生拔尖人才"3333"育成新模式。通过构建三双平台(双导师、双学堂、双基地)、坚持三化引领(系统化、信息化、智能化)、实现三新突破(新体系、新模式、新路径)、深化三合支撑(多元联合、深度结合、交叉融合),顺利完成了航空电类研究生培养体系、理论传授、实践训练、创新思维等全方位创新实践,不仅有效产出了三个"一流",而且显著提升了研究生的创新能力和大系统工程观,还明确了新时代下航空工程新工科教育和新人才培养的发展方向。

面向新时代,立足新工科,培养新人才——基于西北工业大学国际化航空工程人才培养实例研究

航空工业是国内外公认的战略性高技术工科产业,航空技术的高速发展呈现出典型的时代特征。围绕新时代高等工科院校培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这一根本问题,成功构建了"面向新时代、立足新工科、培养新人才"的国际化航空工程人才培养模式。通过坚持"一个中心"(育人为中心)、聚焦"两大需求"(国际竞争力、创新实践能力)、创建"三种体系"(本硕博全贯通的全英文课程体系、多元融合的创新实践体系、国际交流能力提升体系),落实"四重保障"(生源保障、师资保障、条件保障、管理保障),打造了"以学生为中心"的新型学习共同体,有效培养了大批高素质国际化航空工程新工科人才。

多学科交叉导师团队视域下专业学位研究生培养新模式的探索与实践——以西北工业大学航空工程专业学位为例

本文探讨了基于多学科交叉导师团队的专业学位研究生培养新模式研究与实践。首先,针对当前专业学位研究生教育的现状和挑战,分析了国家经济社会发展和国防建设对航空领域专业人才的需求,阐述了多学科交叉的内涵和重要性,并提出了构建多学科交叉导师团队是实现学科交叉的有效途径。其次,介绍了多学科交叉导师团队的构建和运作机制,包括建立多元化高水平导师团队、设计多学科培养新方案。进一步讨论了多学科导师团队实践中对研究生创新能力和实践能力提升的效果,为工程教育改革提供了新思路与新方法。

坚持德育为先 创新航空科技人才思想品德教育培养模式--以西北工业大学航空科技人才培养为例

针对目前高校大学生思想品德教育中面临的新问题,西北工业大学在开展航空科技人才思想品德与综合素质培养教育工作中,注重弘扬、传承历史传统,密切结合新时期国家对航空科技人才的需求特点,探索德育为先的全程化思想品德与综合素质教育培养模式,依托高品位校园文化氛围,多向集成,立德树人,初步形成了具有鲜明行业、时代特征的思想品德与综合素质培养教育体系,为大学落实中央关于"学校教育、育人为本,德智体美、德育为先"的要求,探究有效开展航空科技人才思想品德与综合素质培养教育提供了有益的经验。

依托微型飞行器大学生创新性实验计划项目提高航空专业学生自主创新能力

依据国家航空专业创新人才培养要求,依托国家大学生创新性实验计划项目,以新型微型飞行器为题,初步探讨了实验计划项目实施过程中自主创新意识培养、创新团队组成、微型飞行器设计制作、专业素养培育等问题,总结了项目指导过程中的一些经验做法和收获,期望对航空专业学生的自主创新能力培养有所裨益,能够为航空创新人才培养模式改革提供有价值的参考。

拓展高原环境的航空炸弹弹道快速解算方法

为快速、精确地求解高原环境下的航空炸弹弹道,在经典弹道模型的基础上,面向高原环境提出一种基于改进Runge-Kutta的航空无控炸弹弹道解算(improved Runge-Kutta based uncontrolled bombs trajectory calculation,IRK-UBTC)方法。首先,针对炸弹下落过程中时刻变化的环境参数,提出了基于起飞点的空气比重函数估算方法。然后,引入战斗机所处环境的温度、湿度、纬度、科尔奥利力等信息对经典炸弹质心运动微分方程组进行重构。最后,在三阶Runge-Kutta算法的基础上,提出了带误差控制机制的微分方程组实时解算方法。实验结果表明,该方法在1.4 GHz主频的嵌入式计算机中的解算周期小于5 ms,且最大射程误差小于0.2%,能够被有效应用于高原地区航弹弹道的实时解算。

航空气动噪声机器学习研究进展

气动噪声源自气体流动过程中的压力脉动,可能引发声疲劳和声振耦合,是航空器安全性和舒适性的重要影响因素,其研究方法主要包括理论方法、风洞试验测量和数值模拟。然而,这些方法存在测量结果单一、难以与流动结构建立有效关联、高精度噪声数据获取困难等问题。机器学习方法具有高效、快速、低成本等优势,在航空气动噪声领域展现出巨大潜力。本文概述了机器学习在航空气动噪声领域的最新研究进展,重点综述了其在稀疏测点下声场重构和气动噪声预测方面的应用。最后,分析了目前机器学习方法在气动噪声研究中泛化性弱、预测精度不足、缺乏物理解释性等共性问题,并展望了其未来发展趋势,为基于机器学习方法进行气动噪声研究提供参考。

航空常用铝合金动态拉伸力学性能探究

利用分离式Hopkinson拉杆设备对五种航空常用铝合金2A12-CZ,2A12-M,2024-T351,7050-T74,7050-T7451进行了室温动态拉伸力学性能探究,并利用电子万能试验机对这五种材料进行了准静态拉伸力学性能测试,得到了五种铝合金在不同应变率下的拉伸真实应力应变曲线。试验结果显示:7050系列铝合金有较高的屈服强度,2A12M抗拉强度则最低。五种航空铝合金都表现出不同程度的正的应变率敏感效应,其中2A12-CZ敏感性最强,7050T7451敏感性最弱。五种铝合金动态拉伸失效应变明显大于准静态拉伸失效应变。2A12M与2024T351有较高的动态拉伸失效应变。在试验结果的基础上,选择Johnson-Cook本构模型,Cowper-Symonds本构模型来拟合这五种材料的动态本构,模型预测与试验结果吻合较好。

航空发动机涡轮叶片振动模态影响因素研究

分别考虑离心力场、气动力场、温度场及热力场等因素的影响,使用有限元分析软件ANSYS,对某型航空发动机涡轮叶片工作状态下的振动模态进行分析,并将不同情况下的计算结果与室温静止状态进行比较,发现温度场及离心力场是影响叶片固有振动频率的主要因素,但对叶片的振型影响很小。然后,综合考虑温度场及离心力场的作用,对叶片进行了包含预应力的热固耦合模态分析,得到了叶片工作状态下的固有振动频率及振型。所得结论对航空发动机叶片的设计、改型及使用具有重要的理论意义和工程应用价值。

航空航天CFD物理模型和计算方法的述评与挑战

CFD(computational fluid dynamics)在航空航天中的应用发展迅速、成效斐然,成为飞行器研制和空气动力学研究的重要手段。但另一方面,CFD在物理模型和计算方法等核心理论上的进步却显得步履蹒跚。为此,本文聚焦CFD在航空航天中的应用,从湍流模型、转捩模型、通量求解方法以及高阶格式等CFD关键问题评述其发展现状及面临的挑战。在湍流模型中,重点论述了常用的线性涡黏性模型的现状和特性,尤其是其不足,对比分析了更复杂的雷诺应力模型。在转捩模型中,主要包括低雷诺数湍流模型、间歇因子转捩模型和层流动能转捩模型等,重点介绍了各类模型的发展历程、构造方式和适用范围。在通量求解方法中,重点关注迎风通量格式,论述其在解决激波异常、overheating、全速域模拟、多维流动等问题方面的发展现状。在高阶格式中,主要关注WENO和DG等格式,论述其在计算精度、时间求解、激波捕捉、计算效率等性能方面的现状和问题。最后针对上述方向给出了简要总结和未来发展的建议等。

基于有限元方法的航空发动机叶片应力强度因子计算

为研究叶片裂纹尖端的应力奇异性,以某型航空发动机压气机叶片为例,利用有限元方法研究了叶片裂纹尖端应力强度因子的计算方法,并研究了旋转叶片振动状态下裂尖应力强度因子随裂纹长度的变化规律。建立计算模型时,在裂纹尖端划分了三维奇异单元,在裂尖外围划分了过渡单元。计算结果表明:研究旋转叶片振动状态下的裂尖应力奇异性,仅利用I型应力强度因子就具有足够的精度;对于同一裂纹,绝大多数情况下叶盆面应力强度因子大于叶背面应力强度因子,故研究叶片应力强度因子时只需研究叶盆应力强度因子即可;随着裂纹扩展,叶盆面I型应力强度因子不断增大。本文的研究方法及结论为进一步研究叶片的裂纹扩展规律及损伤容限奠定了基础。

具有最大可用度的航空备件供应模型

按照现代库存理论,综合权衡备件经费与装备的最大可用度,建立备件供应保障的优化模型。优化模型以备件经费为约束条件,以装备的最大可用度为目标,考虑到装备的可靠性、维修性和保障性,以及部队的综合保障能力,最终获取一个最优的备件分配方案。

基于故障树分析的航空电子系统BIT诊断策略设计

为解决故障搜索时的多径问题,以故障树模型为基础,综合考虑可靠性和测试费用等因素提出了一种航空电子系统BIT诊断策略设计新方法;引入费用诊断重要度(CDIF)来衡量测试费用对BIT故障诊断的影响,利用二元决策图对故障树进行定性和定量分析,据此构建出基于最小割集和CDIF的BIT诊断决策树;在某型机载INS/GPS组合导航系统BIT设计中的应用验证了该方法的有效性与实用性,与基于AO*搜索和基于贪婪算法的两种诊断策略设计方法比较可知该方法的计算复杂度更小。

航空用TC18钛合金的车削加工工艺技术研究

研究了难加工材料新型超高强度TC18钛合金的车削加工工艺技术。通过探讨机械加工表面粗糙度Ra对TC18钛合金疲劳寿命的影响规律,揭示了严格控制车削加工零部件表面粗糙度的重要性。利用正交试验法设计了车削加工工艺参数,以零件表面粗糙度Ra值为车削加工表面质量评价指标,采用直观分析法、方差分析法、Taguchi分析法以及多元线性回归分析法综合分析了车削加工试验结果。结果表明:机加工表面粗糙度对TC18合金疲劳寿命有重要的影响;车削加工走刀量f对TC18钛合金表面粗糙度影响最为显著。得到了一组优化的车削加工工艺参数,建立了预测车削加工TC18钛合金表面粗糙度与车削转速、走刀量和切削深度之间关系的定量方程,验证试验证明了其正确性。

温度、应变率对航空PMMA压缩力学性能的影响研究

本文利用INSTRON试验机和分离式Hopkinson压杆测试了航空有机玻璃在试验温度为299K^373K之间,两种准静态应变率(10-3,10-11/s)和一种动态应变率(550 1/s)下的压缩力学行为。试验结果表明:在准静态载荷下,随着温度的升高,材料的弹性模量和流动应力减小,在应变率为10-11/s时表现出明显的应变软化行为;在高应变率(550 1/s)下,随着温度的升高,材料的流动应力逐渐减小而破坏应变增大,当温度超过333K时也有应变软化现象发生;在相同温度下,随着应变率的升高,材料的流动应力增大,但破坏应变减小。通过观察变形后试样的形貌,可以认为试样内部的微裂纹是应变软化的主要原因。最后,ZWT粘弹性本构模型被用来对试验数据进行拟合,结果表明该模型能够较好地预测这种材料在应变8%以内的力学行为。

通用航空飞行器气动布局设计优化(英文)

研究了通用航空飞行器气动布局设计优化问题。应用基于二次曲线的模线设计方法,实现了通用航空飞行器的参数化外形建模。采用修正的牛顿流理论进行高超声速气动特性计算。在保持纵向稳定性的条件下,以升阻比和容积效率最大化为目标,建立通用航空飞行器气动布局多目标优化模型。应用基于小生境竞争排挤机制的多目标遗传算法求得优化模型的非劣解集。将物理规划设计方法与稳定、高效的粒子群优化算法相结合,有效地求解该优化模型的折衷解。优化结果表明本文的通用航空飞行器气动布局设计优化方法是有效的。

基于相似性传播聚类的航空发动机突发故障诊断

针对航空发动机突发故障,构建了一种基于相似性传播聚类的突发故障诊断方法。首先利用突发故障历史监测数据建立突发故障数据库,通过相似性传播聚类找到数据库中所有突发故障数据的中心,当诊断新采集数据的突发故障类型时,通过相似性传播聚类找到当前新采集数据的中心,经过与突发故障数据库中的数据中心进行匹配判断该新采集数据所对应的突发故障类型。将该突发故障诊断方法应用到发动机转子实验台的突发故障诊断中,仿真和实验结果表明该方法的可行性,并通过与其他方法比较,表明该方法具有诊断时间短和误差小的优点。