微型撲翼飛行器通過模仿鳥類或昆蟲的翼翅拍動進行飛行,相對于固定翼和旋翼微型飛行器,具有隱蔽性更強、能耗更低的優(yōu)點。撲翼的氣動特性是撲翼飛行器穩(wěn)定飛行及飛行控制的關鍵,相比一些單翅布局的鳥類和昆蟲,蜻蜓的前后兩對翅的復翅布局具有更好的平穩(wěn)性和操控性,且蜻蜓的復翅撲動主要通過撲動頻率、相位等撲動參數(shù)和復翅間距離等幾何參數(shù)的共同耦合作用來實現(xiàn)不同的飛行姿態(tài)。因此,分析各種撲動及幾何參數(shù)對撲翼氣動特性的影響有著極為重要的意義。針對復翅撲動氣動特性研究中存在的不足,本文采用計算流體力學方法,對仿蜻蜓撲動的三維流動進行計算,研究不同撲動及幾何參數(shù)耦合作用下,撲動的三維流動特性及撲翼的氣動特性。首先,建立三維單翅和復翅蜻蜓前飛和懸停過程計算模型,根據(jù)蜻蜓實際撲動規(guī)律編寫翅翼運動程序。其次,分析不同撲動頻率對單翅氣動力的影響,結(jié)果表明相比于懸停過程,撲動頻率對前飛過程的影響更顯著。最后,針對復翅在前飛和懸停過程,分析了撲動頻率、前后翅撲動相位差、前后翅間距多種參數(shù)組合下?lián)湟淼乃矔r、平均氣動力和翼表面壓力、相應流場結(jié)構(gòu)變化特征,并分析了參數(shù)改變時翼翅間的干擾特性,結(jié)果表明復翅同相撲動獲得的舉力大于反相撲...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的意義
    1.2 蜻蜓翅翼的氣動特性研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 實驗現(xiàn)狀與分析
        1.2.2 數(shù)值模擬現(xiàn)狀與分析
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 仿生撲翼流場數(shù)值模擬
    2.1 引言
    2.2 三維蜻蜓翅翼的計算模型
        2.2.1 幾何模型
        2.2.2 運動方程
        2.2.3 控制方法
        2.2.4 邊界條件
    2.3 氣動特征參數(shù)
    2.4 網(wǎng)格劃分和計算方法驗證
        2.4.1 網(wǎng)格劃分
        2.4.2 計算方法驗證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 三維單翅氣動特性分析
    3.1 引言
    3.2 計算模型
    3.3 計算結(jié)果分析
        3.3.1 前飛過程撲動頻率對翅翼氣動性能影響
        3.3.2 懸停過程撲動頻率對翅翼氣動性能影響
    3.4 翅翼壓力和渦量分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 三維復翅懸停氣動特性分析
    4.1 引言
    4.2 計算模型
    4.3 間距的影響
        4.3.1 同相撲動
        4.3.2 反相撲動
    4.4 撲動頻率的影響
        4.4.1 同相撲動
        4.4.2 反相撲動
    4.5 翅翼壓力和渦量分析
    4.6 復翅間氣動干擾分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 三維復翅前飛氣動特性分析
    5.1 引言
    5.2 計算模型
    5.3 間距的影響
        5.3.1 同相撲動
        5.3.2 反相撲動
    5.4 撲動頻率的影響
        5.4.1 同相撲動
        5.4.2 反相撲動
    5.5 翅翼壓力和渦量分析
    5.6 復翅之間氣動干擾分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3747334