基于逆向设计的飞机货舱烟雾等效方法研究

作者： 陈希远   邵资焱   杨建忠   来源： 航空学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 烟雾发生器   模拟烟雾   飞机货舱   iSIGHT   真实火灾烟雾   逆向设计  

描述： 在飞机货舱烟雾探测的适航符合性验证中，为尽可能降低验证实验风险，通常需要采用烟雾发生器产生的模拟烟雾来代替真实火灾烟雾进行飞行试验，但研究表明两种烟雾在造成烟雾探测器响应时间方面存在较大差异，必须通过改变烟雾发生器边界条件来实现与真实火灾烟雾的等效，然而，通过传统“试错法”寻找能够实现两种烟雾等效的边界条件将耗费大量时间资源。采用逆向设计的方法，首先在FDS中分别建立烟雾发生器模拟烟雾与真实火灾烟雾数值模型，并在Isight优化软件中将FDS进行集成，通过构建使两种烟雾等效的目标函数，采用MIGA多岛遗传算法对烟雾发生器边界条件进行一次性逆向求解，从而避免了传统“试错法”造成的资源浪费。对逆向计算的结果进行了实验验证，逆向求解得到的边界条件能实现烟雾发生器模拟烟雾与真实火灾烟雾的等效，该结果可直接指导飞机货舱烟雾探测的适航符合性验证工作。

通风对飞机货舱烟雾探测影响研究

作者： 杨建忠   邵资焱   陈希远   来源： 中国安全科学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 光透率(LT)   飞机货舱   顶棚   通风   烟雾探测   烟雾扩散  

描述： 为探讨通风对飞机货舱火灾探测造成的影响,采用火灾动态仿真(FDS)模拟不同通风工况下飞机货舱内烟雾扩散情况。建立DC-10货舱三维数值模型,仿真计算并验证通风时顶棚温度、气体浓度、光透率(LT);通过计算5种通风工况下顶棚烟雾流场及光透率,研究通风工况及探测器阈值对不同位置探测时间的影响。结果表明:相比于无通风工况,货舱通风显著影响舱内烟雾扩散;通风口下游较上游位置容易探测到烟雾;通风延迟烟雾探测时间,且通风量越大响应时间越长,通风量大于11. 33 m~3/min时探测不到烟雾;探测器阈值影响探测时间,适当提高探测器阈值及减小通风量能缩短探测时间。

飞机客舱环境实验平台设计与搭建

作者： 杨建忠   左权   陈希远   杨士斌   来源： 实验技术与管理 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 模拟舱   空气分配   客舱环境   实验平台  

描述： 为了验证计算流体动力学仿真结果,应用先进的测量技术,参考现役主流单通道民航客机Boeing737-800的典型经济舱布局,设计、搭建了客舱环境实验平台,该实验平台拥有模拟飞机客舱空气分配的管路系统,模拟飞机环境控制系统功能的空气调节系统,以及一个5排座位的等比例模拟舱。对实验平台的测试结果表明:该客舱环境实验平台可以模拟真实飞机客舱环境。

考虑再循环风的飞机座舱引气污染仿真研究

作者： 陈希远   于天鹏   欧阳建亮   杨建忠   来源： 科学技术与工程 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 座舱   AMESim   Fluent   再循环风   飞机环控系统  

描述： 目前,系统仿真以及计算流体力学(CFD)仿真是研究飞机环控系统以及座舱流场的主要手段。通过系统建模仿真可以获得飞机环控各个子系统及各个部件的主要工作参数;通过计算流体力学仿真计算可获得飞机座舱内详细流场参数。飞机环控系统与座舱作为一个连续的整体系统,在实际工作中相互依存、相互影响,然而在研究中却往往被割裂开,顾此失彼。通过AMESim与Fluent耦合仿真,研究了在考虑环控系统再循环风影响下,飞机环控系统——座舱整体模型中污染物的进入、扩散以及排除。通过对比有回风、无回风工况的差异,证明了耦合仿真方法在环控系统——座舱研究上的适用性。由计算结果可知,考虑再循环系统与不考虑再循环系统导致的座舱内CO污染物的扩散及排除规律完全不同。

飞机座舱内呼吸性污染物浓度分布实验研究

作者： 杨建忠   王振斌   陈希远   来源： 科学技术与工程 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 污染物   空气质量   实验研究   客舱环境  

描述： 为了更准确地了解人体呼吸性污染物在其周围的分布特性,在737飞机5排模拟座舱中开展了相关的实测研究。通过多点测量真实人体在座舱内呼吸产生的CO_2浓度值,得出不同"污染源"位置下CO_2浓度分布情况。测量结果表明:人体位于靠近过道的座位时产生的CO_2在纵向和横向传播过程中衰减较快,座舱内过道左右两侧气体很少出现交叉传播;而人体位于中间座位时产生的CO_2横向传播要强于纵向传播;相比于靠近过道座位,人体在中间座位产生的CO_2扩散范围更广。

飞机座舱温度扰动实验研究

作者： 杨建忠   王振斌   陈希远   董立辉   来源： 科学技术与工程 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 温度场   热舒适性   送风形式   温度扰动  

描述： 为研究飞机座舱引气温度扰动对座舱温度及舒适性的影响,在波音737飞机五排模拟座舱中分别采用天花板和天花板+侧壁两种送风形式进行座舱温度扰动实验。改变座舱引气温度,测量座舱总体和局部温度变化过程并简单评价了座舱的热舒适性。结果表明:引气状态相同,天花板送风对应的温度扰动值为0.32℃,天花板+侧壁对应的温度扰动值为0.59℃。两种送风形式所对应的座舱内总体温度平均值基本相等,为23.5℃,而天花板+侧壁送风形式使局部位置温度更接近人体舒适感觉温度范围。

送风形式对飞机座舱引气污染物扩散影响

作者： 杨建忠   马博文   陈希远   王振斌   来源： 交通运输工程学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 排污效率   再循环风比例   航空运输   飞机座舱   污染物传播   联合仿真  

描述： 采用联合仿真方法实现了飞机环境控制系统对座舱环境的调节,建立了飞机环境控制系统到座舱环境闭环仿真模型,研究了考虑再循环风时不同送风形式对引气污染物在座舱内乘客呼吸区域传播的影响;以B737-200座舱模型为研究对象,分析了引气污染发生时相同供气量与不同再循环风比例下,天花板送风、侧壁送风、混合送风下污染物在呼吸区的分布情况。研究结果表明:在污染物进入座舱阶段,不同送风形式与再循环风比例下不同位置污染物浓度存在差异,天花板送风形式下污染物浓度较大;再循环风比例每增加20%,混合送风、侧壁送风、天花板送风形式下污染物浓度分别降低约18.9%、20.6%、15.6%,侧壁送风形式下污染物浓度降低最多;在污染物排除阶段,侧壁送风形式相较于混合送风和天花板送风形式下排污效率分别提升约42.6%和38.7%;采用混合送风或天花板送风形式时,随着再循环风比例的增加,排污效率显著提升,再循环风比例每增加20%,混合送风和天花板送风排污效率分别提高约10.7%和7.7%;侧壁送风形式下随着再循环风比例的增加,排污效率无明显提升,在较高再循环风比例仍可保持最好的排污效率,能够实现污染物排除和节能的双重优化。可见,飞机座舱引气污染事件发生时在不改变送风量情况下采用侧壁送风形式和高再循环风比例可以使污染物危害降到最低。

飞机座舱舒适性优化控制仿真研究

作者： 陈希远   于天鹏   杨士斌   来源： 计算机仿真 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制   环境   飞机座舱   模糊理论   舒适性  

描述： 对飞机座舱舒适性进行优化控制,可保证机组成员和乘客拥有安全、健康和舒适的环境。进行飞机座舱舒适性控制时,应构造飞机座舱环境优化控制目标函数,并获取飞机座舱环境最优控制参数,完成对飞机座舱舒适性优化控制,但是传统方法通过及孙输入输出变量的隶属度函数参数,对飞机座舱环境进行控制,但是没有得到准确的座舱舒适性控制目标函数和最优控制参数,存在控制响应性差、效果差的问题。提出一种采用模糊理论的飞机座舱舒适性优化控制方法。上述方法融合模糊理论计算座舱压力变化率,根据飞机高度垂直变化率、飞行高度以及座舱压力制度预定座舱压力变化率目标及限制值,组建座舱压力线性化方程,计算出控制系统的输出误差与误差间一阶微分变化,实时更改比例积分微分控制器参数,得到交换器热边流动长度、冷边流动长度和高度之间比例关系,计算出系统熵产与给定初始条件的函数关系,给出飞机座舱环境优化控制目标函数,并利用NSGA-Ⅱ方法计算出飞机座舱环境最优控制参数,完成对飞机座舱舒适性优化控制。仿真结果表明,所提方法对飞机环境控制系统的优化设计响应性强,具有一定指导作用。

基于ECT的航空复合材料缺陷检测研究

作者： 季厌庸   刘亚楠   邓晨肖   闫超奇   陈希远   来源： 计量学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 缺陷损伤   同面多电极阵列传感器   计量学   电容层析成像   航空复合材料   共轭梯度成像算法  

描述： 针对航空复合材料制件在生产和服役过程中产生的缺陷损伤，提出了一种基于电容敏感原理的同面多电极阵列传感器无损检测方法。基于电容边缘效应，设计了一套同面电极阵列的胶粘缺陷检测系统，模拟航空复合材料缺陷的真实分布。电容层析成像(ECT)系统以单电极激励方式工作，根据缺陷材料介电特性变化引起的电容测量值的变化，采用共轭梯度成像算法复现缺陷位置和形状。实验结果表明，所述方法能够准确地判断出胶粘缺陷的位置和大小，能够对2 mm厚度碳纤维复合材料内侧的8 mm胶粘结构缺陷进行可视化检测，ECT检测系统重建图像质量较高、边缘伪影较少，为航空复合材料缺陷检测提供了一种新的研究方向。