终端区交通拥堵识别及其时空演化特性分析

空中交通拥堵识别大多依赖于空管人员的主观经验认知,而非源于空中交通拥堵演化的科学规律,从而影响拥堵识别的准确性。为提升管制员对空中交通态势把握的科学性与准确性,将交通数据与管制经验相结合,提出一套基于核密度估计和交通流基本图的空中交通流拥堵识别方法,并研究空中交通拥堵时空演化特性。考虑管制行为及航迹特点,提出基于基本图理论的空中交通流三参数识别方法,将交通流三参数指标数据和管制经验相结合,建立基于高斯核密度估计的交通流相态识别方法,采用北京终端区验证本文方法的有效性。结果表明:用于划分北京终端区交通状态的交通流相对速度阈值为6.5 km·min^(-1)和9.8 km·min^(-1);拥堵状态下,管制员雷达引导行为较为明显,飞行时长、飞行距离和转向次数较高,呈现出较高的航迹复杂性;交通拥堵的时空分布具有较强的不均衡性,拥堵时段主要位于9:00,14:00和19:00左右,拥堵常发区域主要位于中部区域,并挖掘出不同区域易发生交通拥堵的时段。这些规律的挖掘可提高管制员对拥堵态势把握的准确性与科学性。

空心阴极自脉冲放电的时空演化特性

本文利用圆筒形空心阴极放电结构,研究了自脉冲放电等离子体参量的时空演化特性。在气压为133 Pa的氩气环境下获得了稳定的自脉冲放电,同时将测量得到的极间电压作为输入电势,利用流体模型进行了空心阴极自脉冲放电的数值模拟研究。模拟得到了放电电流、电势、电子密度、电场和净电荷密度的时空分布特性。结果表明等离子体参量随时间成周期性变化。自脉冲现象为由孔外低电流、低径向电场强度、低电子密度、低净电荷密度放电模式向孔内高电流、高径向电场强度、高电子密度、高净电荷密度放电模式的一个往复转换的过程。自脉冲不同阶段放电模式的转换与平均电流有关。当自脉冲放电处于电流峰值时为具有较强空心阴极效应的正常辉光放电模式。自脉冲处于低电流时的放电模式与平均电流有关。当平均电流较低时,自脉冲放电在阳极和孔内阴极附近往复移动;此状态下瞬时电流最低值时放电处于汤生放电模式。当平均电流较高时,自脉冲放电在阴极孔口和孔内阴极附近往复移动;此状态下瞬时电流最低值时阴极附近的阴极鞘层基本形成。

量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀)

半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates,BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上,研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强,而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换,折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描,得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素,包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系,计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系,发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。

高分辨率激波/边界层干扰时间演化过程分析

采用基于纳米示踪的平面激光散射(NPLS)技术,探索了流场超高帧频成像测试研究的试验系统,主要解决了多个单脉冲激光器并联后的稳定性和合束、阵列CCD相机的整体设计和布局以及测试系统的同步精确控制等问题,通过对系统的时序和分系统调试,实现了测试系统的精确控制。基于此系统,在单位雷诺数为6.30×10^(6)/m的条件下,在马赫数为3.4的超声速低噪声风洞中开展了θ=20°激波发生器入射激波与来流壁面湍流边界层干扰相关试验研究。在试验条件下获得了序列连续时间相关的激波与湍流边界层干扰的瞬态流场精细结构图像,并分析了其流场结构的时空演化特性。