來流及翼撲動方式對微型撲翼飛行器氣動參數(shù)影響的初探.pdf

1、微型撲翼飛行器輕便靈活，可有效用于搜救、監(jiān)控、情報收集和戰(zhàn)場通訊，各國在該領(lǐng)域的研究異?；钴S，競爭激烈。目前絕大多數(shù)的研究成果集中于昆蟲獲得高升力的原理，對另一關(guān)鍵問題——微型撲翼飛行器在自然氣流環(huán)境中的抗干擾穩(wěn)定飛行問題研究不足。 本文利用商用軟件FLUENT，通過求解Nayier—Stokes方程，分別計算了不同來流條件、翼軸線和身體軸線之間呈不同角度撲動時，三維仿生昆蟲模型翼撲動過程中產(chǎn)生的的升力、阻力、矩等氣動力參數(shù)。

2、 研究發(fā)現(xiàn)，低雷諾數(shù)條件下昆蟲翼的非定常撲動給翼周圍空氣帶來的非定常流動使得翼所獲得的氣動力產(chǎn)生變化。具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下。 來流速度的方向相同、大小不同時，對模型翼撲動過程中產(chǎn)生的的升力、阻力和矩等氣動力參數(shù)進(jìn)行了分析計算，計算結(jié)果表明：來流速度增加，會使得昆蟲等撲翼飛行動物所受升力、阻力發(fā)生變化。當(dāng)來流速度達(dá)到一定大的數(shù)值時，撲翼飛行動物所受到升力下降，阻力增大。并且，來流速度加大會造成使撲翼飛行物身體翻滾的矩

3、的增大。昆蟲可以通過改變飛行速度和身體前端的迎角來改變撲翼所產(chǎn)生的升阻力和使身體旋轉(zhuǎn)的矩，從而能夠在不同來流速度時穩(wěn)定飛行，降低能耗。 來流速度的大小相同、方向不同時，對模型翼撲動過程中產(chǎn)生的的升力、阻力和矩等氣動力參數(shù)進(jìn)行了分析計算，計算結(jié)果表明：昆蟲飛行方向與風(fēng)速方向相同時，兩者的夾角越小，對飛行越有利；隨著二者間夾角的加大，撲翼飛行動物升力和阻力增大，并且外力系簡化到昆蟲身體重心的主矩也加大，即昆蟲發(fā)生旋轉(zhuǎn)的趨勢加大。