论文部分内容阅读
微型飞行器(MAV)由于体积小、重量轻以及灵活性好等特点,使其在现代军事和民用方面有着广泛的应用前景。自然界许多鸟类和昆虫等飞行动物与微型飞行器有相近的几何尺度及飞行雷诺数,它们各具特色的空中飞行能力,为当前的人造航天器和飞行器望尘莫及,其上亿年进化而得来的翅膀形态和飞行方式给了我们很多启示,是我们研制MAV应加以借鉴的。本课题借助仿生学的手段,利用流体力学数值方法中的有限体积法,通过求解Navier-Stokes方程,分析了低雷诺数下二维柔性翼模型在扑动过程中的气动力特性。 研究发现,低雷诺数条件下柔性翼模型的非定常扑动给翼周围空气带来的非定常流动使得翼所获得的气动力产生特定的变化。 针对柔性翼模型在无来流条件下的扑动:在翼下拍过程中前缘涡始终附着在翼弦的上表面,这一现象很好的解释了翼在扑动过程中高升力产生的原因。而上提运动主要作用是为了产生足够的推力。此外,扑动幅值和扑动频率的变化对柔性翼模型气动力特性的改善有着极其重要的作用。 针对柔性翼模型和刚性翼模型在无来流的条件下的比较:扑动幅值的变化对柔性翼模型和刚性翼模型都有着显著的作用,特别是对柔性翼模型的作用更加明显。扑动频率的变化对刚性翼模型的作用不是很大,而对柔性翼模型则有着深刻的影响。 上述结论对今后微型飞行器的设计有着很好的参照作用。