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机场跑道道面积冰主动预警方法研究

高德伟  
【摘要】:随着民航事业蒸蒸日上,机场的客流量与日俱增,机场跑道上的航班起降也愈来愈频繁。目前,年旅客吞吐量500万人次以上的机场,要求进行编队除雪来保证其持续开放运行,故为保障航班的安全性和正点率,对机场道面积冰领域的研究尤为重要。论文的主要研究内容如下:首先,基于传热学理论,通过研究道面积冰生长过程中固、液相分界面的移动速率可得随着不同气象因子变化下的机场道面积冰生长速率,进而可以掌握各气象因子对道面积冰的影响。其次,根据热电材料的制冷特性,利用热电制冷主动降温结构中的冷端降低道面上方水膜的温度致其结冰,通过研究热电制冷回路中的热传递方程和道面积冰环境的传热方程,将两者进行耦合可得不同气象条件下的主动降温模型,提前主动降温感知机场道面的结冰温度。再次,通过对影响道面积冰的气象因子之间的相互作用关系进行分析,可得地温平衡模型。对沿着道面垂直方向不同深度的地温进行研究可知,气象因子之间的相互作用呈现非线性关系。将这些气象因子及其对应的高阶影响因子作为道面积冰预测的合影响因子,建立多变量多项式和BP神经网络的组合预测模型,并对模型进行数值模拟,检验模型的表达能力。最后,设计机场道面积冰预测实验系统,并利用该实验系统中搭建的机场环境模拟实验平台对所建的积冰生长模型、主动降温模型和道面积冰MP-BP组合预测模型进行实验验证,验证机场道面积冰主动预警方法的有效性。


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