對(duì)風(fēng)力機(jī)輕風(fēng)啟動(dòng),有效利用風(fēng)能進(jìn)行研究。利用仿生耦合技術(shù)通過對(duì)鴿子翼型數(shù)據(jù)提取,建立仿生模型�；贜ACA0015翼型及鴿子數(shù)據(jù)特征,將優(yōu)緣凸起、后緣凸起及前后緣凸起三類翼型與NACA0015翼型進(jìn)行對(duì)比,分析得到翼型上下表面壓力分布、表面流場(chǎng)變化、剪切應(yīng)力分布及增升減阻各氣動(dòng)系數(shù),當(dāng)失速攻角為16°、馬赫數(shù)為0.073條件下,仿生翼型在提高升力方面比NACA0015提高了31.98%、降低阻力達(dá)到了10.62%,仿生翼型對(duì)表面流體起到了有效改善,改變結(jié)構(gòu)的翼型對(duì)提高升力,降低阻力有了很大的提高。 

【文章來源】：長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018,41(01)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

仿生翼型設(shè)計(jì)流程

對(duì)鸮類的減阻降噪發(fā)揮了作用［8］；通過研究發(fā)現(xiàn)鴿子的羽毛表面有一個(gè)典型的非光滑結(jié)構(gòu)，羽毛沿著羽軸呈現(xiàn)放射狀模式分布［9］，形成了表面凹凸結(jié)構(gòu)外緣。本研究依據(jù)仿生耦合技術(shù)［10-13］，基于NACA0015翼型數(shù)據(jù)及鴿子前緣序貫排列結(jié)構(gòu)通過圖1路徑進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)連續(xù)的仿生耦合凹凸結(jié)構(gòu)，使得前緣產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)渦，抑制湍流，提高翼型升力。圖1仿生翼型設(shè)計(jì)流程1翼型數(shù)據(jù)提取及優(yōu)化通過逆向工程對(duì)鴿子翅翼進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取，設(shè)備為長春中銳汽車零部件有限公司三綜合實(shí)驗(yàn)室的法如HD藍(lán)光三維掃描儀，如圖2所示，儀器精度為0.01mm，測(cè)量范圍為1.81m，內(nèi)置觸摸屏PC及攜帶高精度三維掃描頭。利用光學(xué)原理非接觸式點(diǎn)數(shù)據(jù)測(cè)量方法，這種方法主要應(yīng)用于表面復(fù)雜性和表面變化大對(duì)精度要求不高的物理測(cè)量［14］。通過測(cè)量鴿子翅翼寬170mm、翼展長為252mm，如圖3所示，進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，運(yùn)用逆向軟件CATIA對(duì)數(shù)據(jù)處理，生成高質(zhì)量的曲線，利用創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)和自由曲面生成最優(yōu)曲面。圖2法如HD藍(lán)光三維掃描儀圖3鴿子翅翼2仿生翼型葉片分析設(shè)計(jì)2.1流體動(dòng)力學(xué)分析當(dāng)流體流過翼型葉片時(shí)，翼列速度三角向量關(guān)系圖如圖4所示。在切線方向以速度u運(yùn)動(dòng)，流體以速度W1及入口角β1流入翼列，以速度W2及出口角β2流出翼列，推導(dǎo)計(jì)算示意圖如圖5所示［15］。圖4旋轉(zhuǎn)翼列對(duì)流體作用圖圖5葉片計(jì)算示意圖其中：W1：流體流入葉片的相對(duì)速度，m/s；W2：流體流出葉片的相對(duì)速度，m/s；W∞：流體流經(jīng)葉片的相對(duì)平均速度，m/s；W1u：W1徑向速度分量，m/s；W2u：W2徑向速度分量，m/s；W∞u：W∞徑向速度分量，m/s；△Cu：流體經(jīng)過翼列的徑向速度差?

?路徑進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)連續(xù)的仿生耦合凹凸結(jié)構(gòu)，使得前緣產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)渦，抑制湍流，提高翼型升力。圖1仿生翼型設(shè)計(jì)流程1翼型數(shù)據(jù)提取及優(yōu)化通過逆向工程對(duì)鴿子翅翼進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取，設(shè)備為長春中銳汽車零部件有限公司三綜合實(shí)驗(yàn)室的法如HD藍(lán)光三維掃描儀，如圖2所示，儀器精度為0.01mm，測(cè)量范圍為1.81m，內(nèi)置觸摸屏PC及攜帶高精度三維掃描頭。利用光學(xué)原理非接觸式點(diǎn)數(shù)據(jù)測(cè)量方法，這種方法主要應(yīng)用于表面復(fù)雜性和表面變化大對(duì)精度要求不高的物理測(cè)量［14］。通過測(cè)量鴿子翅翼寬170mm、翼展長為252mm，如圖3所示，進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，運(yùn)用逆向軟件CATIA對(duì)數(shù)據(jù)處理，生成高質(zhì)量的曲線，利用創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)和自由曲面生成最優(yōu)曲面。圖2法如HD藍(lán)光三維掃描儀圖3鴿子翅翼2仿生翼型葉片分析設(shè)計(jì)2.1流體動(dòng)力學(xué)分析當(dāng)流體流過翼型葉片時(shí)，翼列速度三角向量關(guān)系圖如圖4所示。在切線方向以速度u運(yùn)動(dòng)，流體以速度W1及入口角β1流入翼列，以速度W2及出口角β2流出翼列，推導(dǎo)計(jì)算示意圖如圖5所示［15］。圖4旋轉(zhuǎn)翼列對(duì)流體作用圖圖5葉片計(jì)算示意圖其中：W1：流體流入葉片的相對(duì)速度，m/s；W2：流體流出葉片的相對(duì)速度，m/s；W∞：流體流經(jīng)葉片的相對(duì)平均速度，m/s；W1u：W1徑向速度分量，m/s；W2u：W2徑向速度分量，m/s；W∞u：W∞徑向速度分量，m/s；△Cu：流體經(jīng)過翼列的徑向速度差，m/s；u：翼列旋轉(zhuǎn)速度，m/s；Cm：軸向的速度分量，m/s；H：升力，N；CL：升力系數(shù)；通過分析，升力可以表示為：96

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3376509