撲翼飛行器屬仿生領(lǐng)域,飛行方式與自然界中鳥類極其相似,主要是依靠雙翼的上下拍動產(chǎn)生升力與推力來維持飛行。其具有較好的隱蔽性與靈活性,主要用于偵查、救援等。目前撲翼飛行器研究主要集中在撲翼傳動機構(gòu)、氣動特性以及飛行控制這三個主要方面,同時,撲翼飛行器的研制拓寬了航空器的種類。本文主要對之前的研究成果以及研究過程中存在的難點與熱點進行了總結(jié),并對鳥的生理構(gòu)造、鳥類飛行方式以及鳥類產(chǎn)生升力、推力的機理進行了歸納,為后文三個維度的運動方程的定義提供了仿生依據(jù)。傳統(tǒng)建立的撲翼模型是二維模型,從翼根到翼尖為一整體,典型剛性翼。本文改進傳統(tǒng)模型,建立新型三維撲翼模型,將機翼分為內(nèi)、外翼,內(nèi)翼定義成剛性翼,外翼采用近似柔性的建模思想進行多段式建模,使外翼具備一定柔性,分別定義每一小段機翼的拍動角與俯仰角,并在外翼與內(nèi)翼之間加入彎折角,建立了一個具有“拍動-俯仰-彎折”三個運動的三維撲翼模型。針對傳統(tǒng)撲翼上拍、下拍過程完全對稱導(dǎo)致升力不足的的缺點,在新型模型的拍動過程中加入急回特性,延長下拍時間,從而延長產(chǎn)生正升力時間,提高一個拍動周期內(nèi)的凈升力。利用CFD軟件對模型進行氣動分析,從升力系數(shù)、推力系數(shù)以... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 撲翼飛行器研究背景和意義
        1.1.1 撲翼飛行器研究背景
        1.1.2 撲翼飛行器研究意義
    1.2 撲翼飛行器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外撲翼飛行器樣機研制現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)外氣動理論研究
        1.2.3 國內(nèi)外實驗平臺搭建
    1.3 撲翼飛行器研究熱點與難點
        1.3.1 研究熱點
        1.3.2 研究難點
第二章 撲翼飛行機理分析
    2.1 飛鳥生理構(gòu)造特點
        2.1.1 鳥類骨骼
        2.1.2 鳥類翅膀
    2.2 鳥類飛行方式
    2.3 撲翼飛行基本原理
    2.4 撲翼高升力機理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 多段翼撲翼建模及仿真原理簡述
    3.1 傳統(tǒng)模型與新型模型對比
    3.2 三維模型建立
        3.2.1 計算模型尺寸
        3.2.2 模型建立
    3.3 運動方程定義
    3.4 撲翼氣動力理論計算
    3.5 仿真原理——格子Boltzmann方法
        3.5.1 基本思想
        3.5.2 控制方程
        3.5.3 網(wǎng)格技術(shù)
    3.6 Xflow軟件介紹
        3.6.1 Xflow求解步驟
        3.6.2 仿真實驗設(shè)置
    3.7 本章小結(jié)
第四章 多段翼撲翼飛行器氣動力分析
    4.1 彎曲折疊與急回特性對氣動特性影響
        4.1.1 四種運動方式定義
        4.1.2 四種運動方式氣動特性對比
        4.1.3 彎曲折疊角與急回特性對氣動特性的影響
    4.2 風(fēng)速對氣動特性影響
    4.3 拍翅頻率對氣動特性影響
    4.4 撲翼傾角對氣動特性影響
    4.5 機身迎角對氣動特性影響
    4.6 內(nèi)翼拍動角幅值對氣動特性影響
    4.7 本章小結(jié)
第五章 撲翼流場云圖分析
    5.1 展向渦量云圖
    5.2 撲翼等渦圖
    5.3 撲翼機身靜壓云圖
    5.4 展向速度云圖
    5.5 拍動因素對流場云圖影響
        5.5.1 不同風(fēng)速下流場云圖
        5.5.2 不同拍翅頻率下流場云圖
    5.6 本章小結(jié)
第六章 實驗平臺搭建與測力實驗
    6.1 剛性翼撲翼飛行器建模
        6.1.1 三維模型建立
        6.1.2 運動定義
    6.2 剛性撲翼氣動仿真
        6.2.1 仿真風(fēng)洞設(shè)置
        6.2.2 仿真結(jié)果分析
        6.2.3 流場云圖分析
    6.3 測力實驗
        6.3.1 實驗方案設(shè)計
        6.3.2 測力硬件選型
        6.3.3 三維力傳感器標(biāo)定
        6.3.4 實驗臺搭建
        6.3.5 測力平臺軟件調(diào)試
        6.3.6 實驗數(shù)據(jù)分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3427345