多段仿生扑翼机柔性翅翼及尾翼气动分析

发布时间：2020-04-10 10:09

【摘要】：鸟类及昆虫的飞行运动已经进化了数百万年,使得他们能够实现非常高效的扑翼飞行运动。扑翼飞行器可以同时表现出卓越的机动能力与长时间的悬停、巡航能力,这对于在封闭区域进行的高空作业具有实际的应用意义,同时也在军事侦察中具有得天独厚的优势。虽然微型扑翼飞行器比固定翼、旋翼式飞行器具有更多的优势,但其空气动力学特性和飞行器设计方面更为复杂。此外,扑翼飞行器在非稳态的低雷诺数下飞行,此环境下的空气动力学机理研究还不够透彻,这在飞行器的设计过程中也带来了挑战。本文研究了多段仿生扑翼机柔性翅翼及尾翼的气动特性,分析了不同参数对扑翼飞行器的影响,为扑翼飞行器的设计与空气动力学机理提供参考,具体研究内容如下:首先,总结整理了现有的扑翼飞行器的研究现状,柔性翅翼的实验平台往往通过两种方法实现:主动柔性变形和被动柔性变形。分析了扑翼飞行器的运动特性,确立研究目标,对具有柔性翼、体积较大的仿鸟式仿生扑翼机进行气动分析;然后,结合对于鸟类运动的研究,优化了仿生扑翼机的运动方程,并利用柔性函数设计了适合本课题的柔性翅翼实现方式;接着,构建本课题带研究的仿真模型,进行三维的模拟分析,通过改变翅翼的尺寸参数、运动参数以及尾翼与躯干所成角度,得到不同参数对扑翼运动的影响情况,并分析在扑翼运动过程中,压力、涡流在扑翼飞行器表面及周围的分布状态;最后,针对研究所得结果,得出了具有柔性翅翼的多段仿生扑翼机气动特性及不同参数变化对扑翼机飞行性能的影响。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V276

【参考文献】