航空计算技术工业软件云化研究

CFD软件作为CAE工业软件中的一种,主要针对空气动力学进行仿真计算。传统的CFD软件部署在高性能计算环境,用计算数值求解流体力学问题。本文从传统的计算部署现状分析及瓶颈出发,基于云计算的基础架构虚拟化、集群技术、工业软件服务化、容器部署应用、容器调度技术介绍,阐述了云计算对CFD工业软件计算技术效率提升和创新应用的支持。通过对工业软件基于云计算技术的云化研究探讨,对构建基于下一代云计算服务大平台的工业软件平台创新研发体系具有重要意义。

基于SDN与NFV的航空信息网虚拟化体现结构研究

未来的航空环境将面临任务复杂多样,单一的航空电子系统处理和数据存取资源难以满足航空电子任务所需资源要求,多系统、跨平台、信息融合、协同合作是未来航空体系发展趋势,因此需要进行多系统跨平台综合。多系统跨平台综合需要航空信息网具备覆盖范围广、网络拓扑结构动态可变、资源利用充分以及应用服务多样化的特性。针对多跨系统跨平台综合对航空信息网的要求,基于软件定义网络(software defined network, SDN)和网络功能虚拟化(network functions virtualization, NFV)构建SDN-NFV网络,分析其在网络覆盖范围、网络拓扑结构动态构建、资源分配利用以及在应用服务多样化的优势,从而解决多系统跨平台综合的航空信息网要求。

MBSE在航空飞行控制系统的应用研究

现代飞机系统的复杂性不断增长,传统的开发方法在管理和维护方面变得越来越具有挑战性。首先,对航空飞控系统研发过程在当前系统工程实践方面进行了评估,阐述了传统开发方式的不足和基于模型的系统工程(MBSE)的核心原则和优点,以及在实现中常用的工具和方法;然后,展示了MBSE如何在飞行控制系统研发时使用模型来支持复杂系统的规范、设计、分析、验证和确认的过程;最后,结合先进的MBSE工具和方法的发展,MBSE结合敏捷的开发前景,以及提高MBSE实践的互操作性和标准化的需求对未来的研究方向进行了展望。本文研究为利用MBSE方法论和工具来改进飞行控制系统的设计、开发和性能感兴趣的航空工业专业人员、系统工程师提供资源和解决思路。

民机航电系统虚拟化计算平台功能安全评估研究

围绕虚拟化后影响机载计算平台安全的时空隔离性、故障隔离性、可调度性等主要问题,开展虚拟化环境下机载计算平台的安全等级评定研究,考虑虚拟化后航电系统的特点,提出了一种基于层次分析法(AHP)和灰度关联分析法(GARD)的安全性计算方法。建立了机载虚拟化计算平台安全评估判断树,利用AHP方法计算了各安全能力的权重,给出了系统整体安全性得分,并在此基础上,结合GRAP方法,参照航空电子系统安全性评估,计算得出了测试系统与DAL安全等级要求适配度最高的安全等级。

基于精益生产与敏捷制造交互作用下的航空电子产品产能提升研究

航空电子产品制造业作为当代高科技产业的重要组成部分,正日益受到广泛关注。由于该行业具有技术密集、产品更新换代迅速、生产周期短等特点,故对生产方式和制造技术提出了更高的要求。为在竞争激烈的市场环境中保持领先地位,诸多航空电子产品制造企业已开始寻求新的生产方式和制造技术,以提升生产效率和产品质量。在这种背景下,精益生产和敏捷制造成为航空电子产品制造业中备受瞩目的焦点。

航空电子设备测试性设计方法研究

随着航空工业的高速发展,对于航空电子设备的性能提出了更高要求,航空电子设备的设计越来越复杂,成本也随之越来越高昂,在产品实际运行中对这些设备维护和保障的成本也随之增加,且对于维护环节的时间效率提出了更高的要求。因此在产品维护环节,迫切需要一种新方法来满足成本和效率的要求,测试性就是为这一要求量身打造的新特性。基于此,以航空电子设备的测试性工作项目为出发点,探讨和研究适合这些设备的测试性设计方法,并提出可行的方法来提高产品的测试性设计水平。

智能决策系统在航空项目管理中的应用研究

随着航空行业的快速发展,航空项目管理的复杂性和不确定性也在不断增加。为了应对这些挑战,智能决策系统作为一种基于人工智能技术的决策支持工具,其在航空项目管理中的应用越来越广泛。论文首先对智能决策系统进行了概述,然后详细探讨了其在航空项目管理中具体的应用和管理智能化水平的提升。最后,论文指出了智能决策系统在航空项目管理中面临的挑战和未来的发展前景。智能决策系统为航空项目管理提供了一种有效的解决方案,有助于提高项目管理的决策效率、准确性和可预测性,同时也为航空业的智能化发展提供了强大的支持。

航空项目管理创新体系优化策略研究

随着航空业的快速发展,航空项目管理变得越来越重要。航空项目具有复杂性、高风险性和高技术含量的特点,因此需要建立一套科学有效的创新体系来提高项目的成功率。论文以航空科研项目管理创新体系为研究对象,通过对现有项目管理现状和创新体系的分析,提出相关的优化策略,通过实施该优化策略,可提高航空项目管理的效率和创新能力,提升项目的成功率和可持续发展能力。

计算流体力学验证与确认研究进展

计算流体力学(CFD)在重大工程领域发挥了日益重要的作用,可信度是制约其进一步大规模工程应用的关键因素.国内外普遍认同验证与确认是CFD可信度评价和保证的必经途径.通过系统的验证与确认,可以有效识别代码中潜在的编程错误,保证数值求解的可靠性,客观评价模型在预期用途内的适用性,在必要时提高模型的预测能力.本文围绕着什么是验证与确认,怎么做验证与确认这两个核心问题,从基本概念、实施流程、主要方法、标模试验和平台工具等角度介绍了国内外在CFD验证与确认领域的研究进展,重点对误差估计和不确定度量化方法展开介绍.文章最后对现阶段验证与确认研究解决实际工程问题的不足进行了评述和总结,对未来重点研究方向进行了展望.

自适应资源管理与协同计算支撑技术研究

随着武器装备信息化技术的发展,作战场景发生了重大变化,多兵种、跨领域的需求愈加凸显,更加注重资源利用率、信息共享程度、分布式协同能力,而目前装备嵌入式计算机呈现出“烟囱式”的发展现状,资源利用率不高、信息共享受限、跨平台之间协同不足,严重影响装备系统的能力。针对这些问题重点研究基于虚拟化技术的资源管理调度、任务自适应的协同计算等技术,为跨平台作战应用统一分配系统资源、提高系统资源的按需分配和自适应调度提供了支持。

面向航空复杂系统测试性设计技术研究

随着航空系统功能、性能与复杂度需求不断增加,为了保证系统的可靠性、安全性,提升系统的维修与保障能力,对控制系统测试性提出了更高的需求。通过系统测试性问题分析,建立测试性目标函数模型与系统测试性模型,将系统工程的方法、可靠性分析方法与测试性设计相结合等,提出了一种复杂系统测试性设计方法,为面向复杂系统的测试性设计提供了参考。

航空CFD流场计算多GPU并行加速技术研究

采用GPU等加速板的异构架构计算机是高性能计算机的最新发展趋势,如何在这些新型异构架构计算机上发挥加速板作用来进行计算提速是航空计算流体力学(CFD)等典型数值模拟问题并行计算技术研究的最新挑战。研究了基于非结构网格的计算流体力学有限体积法在含GPU加速板的高性能计算机上的并行加速问题,提出了一种CUDA/MPI多级并行化方案,并在天河1A高性能计算机上完成测试。测试结果表明:方案与传统MPI并行方案相比具有显著的并行加速效果,同时网格排序对基于非结构网格的航空CFD多GPU并行的加速效果有重要影响。

航空机电计算机综合ATS系统校准方法研究

模块化测试系统在维护测试方面的应用越来越广泛,成为目前军用和航空自动测试系统(ATS)的主要组成部分,但模块化体系结构灵活性和可配置性的特点也为ATS系统的校准提出了新的挑战。介绍了机电计算机综合ATS的系统组成,分析了ATS校准策略,详细描述了校准件的设计实现和ATS系统校准过程。提出以ATS系统自身的硬件和软件资源为基础,利用校准件进行系统级校准,可以极大地改善ATS的可用性、校准效率和测量可信度。

民用航空电源防护设计研究

民用航空电子设备的电源设计,目前一般通过RTCA DO-160G的相关标准和试验方法进行试验验证。根据DO-160G的电源输入、电压尖峰等试验对电源防护需求分析,提出民用航空机载电源防护设计的要点,包括电源尖峰浪涌防护,电压脉动抑制,储能保持等设计。通过某民用航空机载电源的设计实例,进一步说明了设计要点的实现途径,验证结果表明设计能够满足DO-160G的电源输入Z类直流供电设备和电压尖峰A类设备试验标准,可以作为相关类型设备的电源设计参考。

文件系统可靠管理方法研究

针对系统突发掉电情况下文件系统的可靠性问题,研究一种文件系统可靠管理方法,采用元数据事务管理技术,在数据更新时采用写时拷贝技术实现异地更新,采用PING PONG日志管理技术,对文件系统的空间和节点分配情况采用两级日志进行维护,系统维护两份事务点日志记录;通过逻辑卷管理关键数据的冗余存储,防止掉电时超级块数据被破坏引起系统无法正常启动。测试表明方法能够解决突发掉电情况下文件系统状态的一致性问题,实现文件系统的可靠管理。

基于FPGA的车载发控计算机的设计与实现

车载发控计算机既要求可靠性高,又要求低成本,需要在整机设计、机械结构设计、电路结构分解、接口设计与实现、元器件选型等方面协同设计。兼顾考虑低成本与高可靠要求,提出一种基于DSP和FPGA的低成本车载发控计算机的设计思路,DSP实现控制算法,FPGA实现接口数据转换与传输。发控计算机采用一种便于生产和快速维修的车载嵌入式计算机结构,具备较高的实时数据采集处理、多通道数字和模拟信号隔离采集、大FIFO深度串行数据缓冲以及防雷通信接口等能力,满足车载领域应用要求。

以太网物理层芯片光电特性测试研究

当前,以太网物理层芯片在诸多应用领域不可或缺,对以太网物理层芯片的功能性能要求也越来越高,因此,如何进行芯片功能性能方面的光电特性验证是亟待解决的问题。主要介绍了以太网物理层芯片验证的技术现状,提出符合以太网物理层芯片功能性能应用需求的光电特性测试方法,采用测试仪器(如示波器、逻辑分析仪、网络矢量分析仪等)和验证板卡对网络中物理接口的数据传输电特性和光特性进行测试,测试结果表明提出的测试方法达到了测试要求,满足了功能性能应用需求,进而提高了国产高可靠以太网物理层芯片验证的技术手段。

双双余度飞控计算机架构设计及实现研究

飞控计算机的可靠性与安全性是飞机飞行安全的重要一环,通过对余度技术的分析,确定了余度架构设计的方法;对双双余度架构的功能、信息交互等进行设计;基于上述研究,对软件功能进行划分,设计软件执行结构;研究了余度管理的策略。该双双余度架构设计提高了飞控计算机的可靠性与安全性,对飞控计算机的余度设计具有重要参考意义。

航空发动机信号采集处理及故障检测方法研究

近年来,随着现代航空发动机信号数据越来越庞大,以往基于信号处理的传统故障诊断方法已经逐步无法满足航空设备“大数据”时代的故障检测要求,在故障检测领域,以人工智能为代表的计算机技术得到了越来越多的应用。本文将机器学习应用于发动机旋转机械故障诊断,提出了一种基于集成学习的深度神经网络模型(Ensemble learning Deep Neural Network,EDNN)。该模型利用堆栈泛化的方式分别学习数据在时域、频域、时频域上的深层特征进行综合诊断。经实验验证,EDNN模型在噪声环境、变载环境下的平均准确率分别达到了98%和97%,具有比SVM、1D-CNN、DBN等模型更强的抗噪与变负载适应性能力。

AFDX网络配置测试技术研究

终端系统作为AFDX网络数据传输的关键部分,其优劣决定着整个AFDX网络的通信性能。为了测试验证端系统功能,评估AFDX网络的传输性能,提出了一种AFDX网络配置测试方法。设计端系统的配置测试规范,建立端系统测试总体框架,对端系统的测试响应机制进行研究,规范化测试流程,生成的配置文件作为算法设计的输入信息。设计激励数据生成算法,建立激励数据生成框架,对数据发送的约束条件进行形式化定义,利用SMT求解器,生成激励数据发送时刻表。激励数据发送时刻表作为输入,利用TestCenter网络测试平台进行仿真实验,实验结果证明该方法能模拟当前AFDX网络配置在高负载数据流下的有效性。