本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)繞撲翼流動(dòng)特性影響的研究

  更多相關(guān)文章： 微型飛行器 撲翼旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 流體動(dòng)力特性 流動(dòng)顯示

【摘要】：微型飛行器因?yàn)槠潆[蔽性好,尺寸小,重量輕等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)已經(jīng)成為了飛行器研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)。微型飛行器被認(rèn)為是未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上的重要偵查和攻擊武器,用于戰(zhàn)爭(zhēng)中的危險(xiǎn)估計(jì),目標(biāo)搜索,通信中繼,檢測(cè)化學(xué)或生物武器等等。在非軍事的民用領(lǐng)域,裝載相應(yīng)傳感器的微型飛行器則可用于救災(zāi)、賑災(zāi),消滅農(nóng)作物害蟲(chóng),考古和航拍等。與鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)相似,微型飛行器是在低雷諾數(shù)下航行,因此,開(kāi)展鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)飛行機(jī)理的研究將有效促進(jìn)微型飛行器研制。鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)的撲翼飛行產(chǎn)生升力的原理與固定翼完全不同,本文基于仿生學(xué)家與工程學(xué)家的多年觀察與研究,探討了鳥(niǎo)類與昆蟲(chóng)撲翼的飛行機(jī)理,分析了鳥(niǎo)類與昆蟲(chóng)產(chǎn)生高升力,推力的原因。借鑒白薯天蛾翅翼運(yùn)動(dòng),設(shè)計(jì)了多種運(yùn)動(dòng),開(kāi)展了撲翼模型的實(shí)驗(yàn)研究,觀測(cè)了繞撲翼的流動(dòng)結(jié)構(gòu),測(cè)量了撲翼不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下承受的力和力矩,研究了多種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模式下的撲翼動(dòng)力特性,討論了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)角加速度和旋轉(zhuǎn)軸對(duì)撲翼動(dòng)力特性的影響。檢測(cè)了撲翼在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為對(duì)稱模式,滯后模式與超前模式時(shí)的受力,討論了撲翼旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)于撲翼動(dòng)力特性的影響�；诎资硖於瓿嵋�,設(shè)計(jì)加工了撲翼模型,依據(jù)白薯天蛾翅翼的運(yùn)動(dòng)形式和頻率,分別測(cè)量了基本運(yùn)動(dòng)(HM1運(yùn)動(dòng))和兩種衍生運(yùn)動(dòng)(HM2運(yùn)動(dòng),滯后運(yùn)動(dòng);HM3運(yùn)動(dòng),超前運(yùn)動(dòng))的撲翼模型受力情況,對(duì)比了三種運(yùn)動(dòng)的流場(chǎng)動(dòng)力特性,指出了獲得撲翼推升力最優(yōu)運(yùn)動(dòng)模式的順序?yàn)?HM2運(yùn)動(dòng)、對(duì)稱模式和超前模式。進(jìn)而,采用流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)觀察了HM1、HM2和HM3三種運(yùn)動(dòng)模式流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的差別,分析了三種運(yùn)動(dòng)具有不同動(dòng)力特性的原因。通常鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)撲翼旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)角加速度在撲翼運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段:開(kāi)始時(shí)的加速運(yùn)動(dòng),中間階段的勻速運(yùn)動(dòng)以及結(jié)束階段的減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)了不同角加速度的AM1、AM2、AM3和AM4四種運(yùn)動(dòng)模式下,討論了四種不同角加速度運(yùn)動(dòng)模式下,繞撲翼流動(dòng)動(dòng)力特性。撲翼旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同角加速度導(dǎo)致?lián)湟淼耐屏蜕ψ兓?guī)律存在較大差異。在四種運(yùn)動(dòng)中,AM4的流場(chǎng)動(dòng)力特性較好,提供的平均推力與平均升力都為最高,流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У夭蹲叫D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不同階段的流動(dòng)結(jié)構(gòu)。在撲翼旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加速過(guò)程中翅翼前緣產(chǎn)生了非常明顯的渦結(jié)構(gòu),翅翼尾緣渦結(jié)構(gòu)出現(xiàn),翅翼的推升力系數(shù)急劇增加;翅翼勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),附著在翅翼之上的前緣渦與尾緣渦相對(duì)較弱,推力和升力皆減小。撲翼轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸對(duì)于撲翼流場(chǎng)動(dòng)力特性的影響明顯。旋轉(zhuǎn)軸位于長(zhǎng)方形翅翼短邊中點(diǎn)時(shí),繞撲翼流動(dòng)的動(dòng)力特性曲線比較平滑,不利于提高撲翼的升力;而旋轉(zhuǎn)軸位于翅翼前緣其動(dòng)力特征曲線波動(dòng)較大,這意味著能夠促使升力與推力增加。
【關(guān)鍵詞】：微型飛行器 撲翼旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 流體動(dòng)力特性 流動(dòng)顯示
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V211.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 微型飛行器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 微型飛行器的現(xiàn)階段研究問(wèn)題與研究方向14-15
• 1.3.1 飛行器結(jié)構(gòu)的微型化14
• 1.3.2 微型高效的動(dòng)力系統(tǒng)14
• 1.3.3 新型高升力機(jī)制14-15
• 1.4 撲翼飛行機(jī)理研究15-24
• 1.4.1 鳥(niǎo)類與昆蟲(chóng)撲翼仿生學(xué)研究15-19
• 1.4.2 鳥(niǎo)類與昆蟲(chóng)的翅翼結(jié)構(gòu)的研究19-20
• 1.4.3 鳥(niǎo)和昆蟲(chóng)撲翼飛行運(yùn)動(dòng)與作用力的研究20-22
• 1.4.4 撲翼的非定常氣動(dòng)特征的研究22-24
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容24-25
• 第二章 撲翼模型的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析25-33
• 2.1 撲翼模型25-26
• 2.2 撲翼的參數(shù)定義26-29
• 2.2.1 雷諾數(shù)26-27
• 2.2.2 縮減頻率27
• 2.2.3 參考長(zhǎng)度和速度27-28
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)撲翼運(yùn)動(dòng)的雷諾數(shù)28
• 2.2.5 推力系數(shù)與升力系數(shù)28-29
• 2.2.6 功率與效率29
• 2.3 白薯天蛾翅翼的運(yùn)動(dòng)分析與簡(jiǎn)化29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 撲翼運(yùn)動(dòng)研究方法33-43
• 3.1 撲翼運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)概述33
• 3.2 撲翼運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析方法33-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集33-38
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法38-40
• 3.3 流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模式對(duì)繞撲翼流動(dòng)影響的研究43-54
• 4.1 不同旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模式的撲翼運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)44
• 4.2 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模式對(duì)繞撲翼流動(dòng)動(dòng)力特性的影響44-50
• 4.3 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模式對(duì)繞撲翼流動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 速度梯度與旋轉(zhuǎn)軸對(duì)撲翼動(dòng)力特性的影響研究54-70
• 5.1 不同速度梯度的撲翼運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)54-59
• 5.2 速度梯度對(duì)繞撲翼流動(dòng)動(dòng)力特性的影響59-64
• 5.3 旋轉(zhuǎn)軸對(duì)繞撲翼流動(dòng)動(dòng)力特性的影響64-67
• 5.4 速度梯度對(duì)繞撲翼流動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論與展望70-72
• 結(jié)論70-71
• 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單76-77
• 致謝77

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃東升,李瑤楠;土與結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性[J];安徽建筑;2000年01期

2 劉子宏,方世樂(lè);崖門(mén)大橋動(dòng)力特性及抗風(fēng)評(píng)估[J];廣東公路交通;2000年S1期

3 王山山,馬良筠;碼頭動(dòng)力特性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2002年02期

4 焦志欽;胡利平;韓大建;;溫度對(duì)橋梁動(dòng)力特性的影響研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2010年31期

5 吳梅容;曾惠珍;孫穎;;中承式鋼管混凝土拱橋動(dòng)力特性有限元分析[J];福建建材;2011年07期

6 王鳳安;周后志;;某橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性數(shù)據(jù)處理方法[J];河南建材;2013年02期

7 蒲正源;;用波速法測(cè)定丹江口先鋒溝土壩壩體材料的動(dòng)力特性[J];人民長(zhǎng)江;1983年06期

8 周政;;用分布質(zhì)量分析內(nèi)燃機(jī)連桿動(dòng)力特性[J];海軍工程學(xué)院學(xué)報(bào);1985年04期

9 任保壽;文良漠;;秦嶺電廠主廠房動(dòng)力特性實(shí)測(cè)和分析[J];電力建設(shè);1985年09期

10 酈能惠;灌漿對(duì)砂土動(dòng)力特性的影響[J];巖土工程學(xué)報(bào);1986年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 于德介;周先雁;朱之基;;一種橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性修改逆問(wèn)題求解方法[A];全國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];1992年

2 施養(yǎng)杭;;料石結(jié)構(gòu)房屋動(dòng)力特性的分析和研究[A];第五屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第二卷）[C];1996年

3 安東亞;李承銘;;地震中結(jié)構(gòu)損傷后動(dòng)力特性分析方法研究[A];第三屆全國(guó)建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

4 趙考重;王莉;李安起;王巍巍;;底部?jī)蓪涌蚣艽u房動(dòng)力特性實(shí)測(cè)[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第二卷）[C];1997年

5 高銘霖;夏樟華;宗周紅;;五跨鋼筋混凝土連拱橋的動(dòng)力特性[A];第15屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ冊(cè)）[C];2006年

6 王莉;趙考重;張建陽(yáng);;動(dòng)力特性測(cè)試在建筑物檢測(cè)中的應(yīng)用[A];第十一屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ卷[C];2002年

7 朱懷亮;梁思輝;羅仁安;;多重連接加固建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性檢測(cè)與識(shí)別[A];第19屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2010年

8 陳興沖;朱東生;賈軍政;馬國(guó)剛;劉濤;;雁鹽黃河大橋動(dòng)力特性及抗震分析[A];第十二屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅲ冊(cè)[C];2003年

9 張國(guó)蓮;魏德敏;;太原理工大學(xué)科學(xué)樓動(dòng)力特性有限元分析[A];第七屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ卷）[C];1998年

10 潘維霖;;淺析基于動(dòng)力特性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)[A];第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第19分會(huì)場(chǎng)-公路在綜合交通運(yùn)輸體系中的地位和作用研討會(huì)論文集[C];2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 趙長(zhǎng)軍;大跨索桁橋初步設(shè)計(jì)研究[D];浙江大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王善恩;果園通用底盤(pán)動(dòng)力特性試驗(yàn)研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 吳治興;北部灣地區(qū)吹沙型填海地塊軟土動(dòng)力特性試驗(yàn)研究[D];廣西大學(xué);2015年

3 王力波;鋼—混凝土組合梁橋施工階段力學(xué)性能和溫度場(chǎng)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

4 賀志剛;RC結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震損傷過(guò)程中動(dòng)力特性變化規(guī)律研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2014年

5 殷文添;旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)繞撲翼流動(dòng)特性影響的研究[D];北京理工大學(xué);2016年

6 涂靜;基于特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法的橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性識(shí)別[D];華中科技大學(xué);2009年

7 游云川;大跨度斜拉橋動(dòng)力特性及抗震性能研究[D];西南交通大學(xué);2012年

8 王愛(ài)國(guó);大跨度斜拉橋動(dòng)力特性及抗震性能分析[D];武漢理工大學(xué);2008年

9 律文田;靜動(dòng)荷載作用下鐵路橋梁樁基的動(dòng)力特性研究[D];中南大學(xué);2005年

10 劉旭;影響大跨度斜拉橋動(dòng)力特性的因素[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：895091