本文關(guān)鍵詞：大變形微型撲翼飛行器低雷諾數(shù)氣動特性研究

  更多相關(guān)文章： MAV 撲翼 動網(wǎng)格 彈簧模型 Delaunay圖映射 非定常空氣動力學(xué)

【摘要】：近年來微型飛行器(MAV)由于其尺寸小,重量輕,優(yōu)秀的攜帶性,良好的隱蔽性等優(yōu)點(diǎn),在國防和民用領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景,成為了飛行器設(shè)計領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。撲翼型微型飛行器模仿飛鳥的撲翼運(yùn)動,可以同時產(chǎn)生升力和推力,可以省略推進(jìn)裝備和部分控制面,簡化機(jī)構(gòu),降低機(jī)體重量。撲翼飛行產(chǎn)生升力和推力的氣動原理和固定翼飛行器產(chǎn)生升力的原理不盡相同。對于撲動飛行的升力理論研究本就不多且不太精確。本文使用CFD方法分析某款仿鳥撲翼微型飛行器,研究其在撲動、折彎和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動下的非定常氣動特性。不同于昆蟲的撲動,鳥類在飛行時,撲翼頻率較低,且包含多種子運(yùn)動。本文在觀察了鳥類飛行錄像之后,建立了海鷗類大鳥撲翼飛行的模型,通過調(diào)整模型中的參數(shù)可以模擬鳥類的各種大變形撲翼飛行。采用非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格來進(jìn)行非定常流場氣動計算,由于運(yùn)動的幅度較大,采用彈簧網(wǎng)格模型和Delaunay圖映射相結(jié)合的方法,生成周期性運(yùn)動的非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格。這種方法大大提高了網(wǎng)格變形能力和網(wǎng)格質(zhì)量,并且該方法生成動網(wǎng)格無需迭代,效率高,穩(wěn)定性好,避免了在變形較大時的網(wǎng)格交叉。利用非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格,本文研究了撲翼運(yùn)動的翼面壓力分布和渦量分布,分析了扭轉(zhuǎn)角、撲動角、折彎位置、來流速度和撲動頻率對鳥翼撲動的影響,研究了撲翼產(chǎn)生的渦對于升力及推力的影響。
【關(guān)鍵詞】：MAV 撲翼 動網(wǎng)格 彈簧模型 Delaunay圖映射 非定�？諝鈩恿W(xué)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V276
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 注釋表9-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 微型飛行器研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 固定翼微型飛行器簡介12-13
• 1.2.2 旋翼型微型飛行器簡介13-14
• 1.2.3 撲翼型微型飛行器簡介14-19
• 1.3 三種微型飛行器的比較19-20
• 1.4 不同撲翼飛行器的比較20
• 1.5 本文的研究目的及主要內(nèi)容20-21
• 第二章 鳥翼飛行原理21-29
• 2.1 鳥翼的構(gòu)造21-22
• 2.2 飛行方式22-23
• 2.3 縮減頻率和斯德魯哈爾數(shù)23-25
• 2.4 撲翼同時產(chǎn)生升力和推力的機(jī)理25
• 2.5 撲翼機(jī)理研究25-27
• 2.6 卡門渦街27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 大變形撲翼模型29-35
• 3.1 簡易撲翼模型29-30
• 3.2 飛鳥大變形撲翼飛行規(guī)律30-31
• 3.3 數(shù)學(xué)模型的建立31-34
• 3.4 撲翼運(yùn)動建模的發(fā)展方向34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 動網(wǎng)格生成35-45
• 4.1 動網(wǎng)格生成方法35-36
• 4.2 三種網(wǎng)格變形的基本方法36-40
• 4.2.1 彈簧網(wǎng)格模擬36-37
• 4.2.2 徑向基函數(shù)插值37-39
• 4.2.3 Delaunay圖映射39-40
• 4.3 適于大變形撲翼飛行的動網(wǎng)格生成方法40
• 4.4 動網(wǎng)格生成程序流程圖40-41
• 4.5 撲翼飛行器非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格的生成41-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第五章 撲翼飛行器氣動特性研究45-60
• 5.1 低雷諾數(shù)不可壓流場求解方法45-47
• 5.1.1 不可壓N-S方程45-46
• 5.1.2 壓力修正方法的原理46-47
• 5.2 低雷諾數(shù)可壓縮流場求解方法47-50
• 5.2.1 流體控制方程47
• 5.2.2 定常流的預(yù)處理技術(shù)47-48
• 5.2.3 非定常流的預(yù)處理技術(shù)48-50
• 5.3 撲翼飛行流場特性50-55
• 5.3.1 撲翼飛行中的壓力云圖50-52
• 5.3.2 撲翼飛行中的等渦量圖52-53
• 5.3.3 撲翼飛行中的翼梢效應(yīng)53-55
• 5.4 撲動參數(shù)對撲翼氣動性能的影響與分析55-59
• 5.4.1 內(nèi)翼撲動角對其氣動性能的影響55-56
• 5.4.2 扭轉(zhuǎn)角對其氣動性能的影響56-57
• 5.4.3 撲動頻率對其氣動性能的影響57-58
• 5.4.4 來流速度對其氣動性能的影響58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 工作總結(jié)60-61
• 6.2 后續(xù)研究工作展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65-66
• 碩士在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁益謙;網(wǎng)格高速攝影[J];高速攝影與光子學(xué);1981年02期

2 袁益謙;網(wǎng)格高速攝影成象特性的研究[J];光學(xué)學(xué)報;1983年07期

3 劉勇奎,石教英;六角網(wǎng)格上的圖形顯示[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2004年03期

4 裴蒸;利用網(wǎng)格直接求解幾何問題的方法[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;1992年03期

5 孟敏;計忠平;劉利剛;;基于保特征調(diào)和場的交互式網(wǎng)格分片[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2008年09期

6 馮占榮;于建群;付宏;盧洪濤;;一種二維貼體網(wǎng)格改進(jìn)算法的研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2009年03期

7 劉劍飛;二維有限元網(wǎng)格自動生成及其在含裂紋飛機(jī)結(jié)構(gòu)件分析中的應(yīng)用[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;1990年04期

8 薛曉強(qiáng),徐溫干;軸流風(fēng)扇扇葉網(wǎng)格的自動生成[J];機(jī)電工程;2004年05期

9 劉君;白曉征;王巍;;網(wǎng)格之間流場信息傳遞的高精度方法和驗(yàn)證[J];空氣動力學(xué)學(xué)報;2010年01期

10 曹建發(fā),陳晏清;多段翼型貼體網(wǎng)格的生成方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;1993年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王瑞利;付漢清;;流體力學(xué)數(shù)值模擬中的網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)[A];中國工程物理研究院科技年報（1999）[C];1999年

2 李盾;陳靖;方華;;復(fù)雜外形三維非結(jié)構(gòu)粘性直角網(wǎng)格的生成[A];中國造船工程學(xué)會電子技術(shù)學(xué)術(shù)委員會2006學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

3 葉強(qiáng)強(qiáng);余燁;張靜;劉曉平;;基于網(wǎng)格的球面虛擬實(shí)景空間搭建方法[A];安徽首屆科普產(chǎn)業(yè)博士科技論壇——暨社區(qū)科技傳播體系與平臺建構(gòu)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

4 鄭冠男;楊國偉;;三維非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格計算方法研究[A];第十三屆全國激波與激波管學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

5 周磊;譚偉偉;;聚合多重網(wǎng)格的體網(wǎng)格可視化技術(shù)[A];探索 創(chuàng)新 交流（第4集）——第四屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集[C];2010年

6 晉長秋;曹雄;;二維拉氏程序中的重分[A];中國工程物理研究院科技年報（2000）[C];2000年

7 陳立崗;梁義;陳建軍;鄭耀;;保特征的曲面網(wǎng)格重生成方法[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 楊永;;基于網(wǎng)格計算的CFD模擬可信度分析[A];計算流體力學(xué)研究進(jìn)展——第十二屆全國計算流體力學(xué)會議論文集[C];2004年

9 龔也君;;浸入界面法快速生成網(wǎng)格[A];第十七屆全國反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)會議論文集[C];2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭e，

本文編號：1103997