间距和壁面效应对四旋翼飞行器气动特性影响
发布时间：2022-01-21 18:12
利用四旋翼无人机进行桥梁壁面检测是最新、最高效和最为灵活的检测方式。图像的清晰度对桥梁检测的结果至关重要,这就要求四旋翼无人机执行任务时需要很好的稳定性,四旋翼无人机的稳定性与旋翼之间的气动干扰以及外界物理条件的干扰密切相关。为了保证四旋翼无人机的飞行稳定性,本文采用数值模拟的方法对悬停状态下旋翼间气动干扰以及桥梁壁面对无人机的气动特性影响进行探究,主要体现在以下三个方面:（1）建立气动仿真模型并利用试验验证仿真的有效性。根据小型四旋翼无人机低雷诺数环境飞行的特点,建立气动仿真模型,自主搭建旋翼升力测量平台,仿真结果与实际相比,层流模型对低雷诺数下的小型四旋翼无人机气动仿真具有较好的效果,通过对比,误差为8.14%,验证了仿真模型的有效性。（2）探究旋翼间距对四旋翼无人机气动干扰的影响。对旋翼间距为2.2R～5.0R的四旋翼无人机气动特性进行仿真,探究旋翼间距的变化与四旋翼无人机负载特性以及升力和力矩波动状况的规律。对仿真数据进行分析,结果表明:旋翼之前的气动干扰不利于飞行器负载能力的提升以及飞行稳定性的改善,翼尖涡间的干扰是升力和力矩产生波动的主要原因,旋翼间距越小,升力及力矩波动越...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现有桥梁检测方式
武汉科技大学硕士学位论文6图1.3鱼鹰战机(a)模拟仿真结果(b)烟雾可视化图1.4SeokkwanYoon观察到的喷泉流(2)纵列式双旋翼纵列式双旋翼(如图1.5)的旋翼桨盘有重叠部分且主体部分全部位于尾迹流场当中，导致飞行器自身的气动干扰非常严重。早期对于纵列式双旋翼拉力和功率的估计是通过采用叶素理论对重叠区域的诱导速度进行计算实现的。Crowther[40]通过在风洞中测量旋翼的拉力大小的方法研究了两个旋翼间的空气动力学干扰随转速的变化规律。Gupta[41]将研究重点放在双旋翼中较大的后旋翼上，研究了旋翼间的气动干扰对后旋翼气动特性的影响。Hyo等人[42]运用自由尾迹模型对纵列式双旋翼的非定常流场进行了分析。国内，盛英华[43]对飞行器尾迹模型进行细致的研究，并建立了相应的模型。黄水林[44]利用PIV试验对不同飞行状态下水平方向上不同旋翼间距的纵列式双旋翼气动性能进行研究，图1.6是该飞行器悬浮在空中时的桨盘平面流场迹线图，结果表明气动干扰主要集中在后旋翼上。
纵列式双旋翼
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋翼间距对微型四旋翼无人机负载特性影响[J]. 李沛,雷斌,朱建阳. 机械科学与技术. 2020(06)
[2]风扰下基于气动参数估计的四旋翼无人机控制[J]. 王正熙,陈洋,郑秀娟,程磊. 信息与控制. 2018(06)
[3]The computational fluid dynamic modeling of downwash flow field for a six-rotor UAV[J]. Yongjun ZHENG,Shenghui YANG,Xingxing LIU,Jie WANG,Tomas NORTON,Jian CHEN,Yu TAN. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2018(02)
[4]四旋翼无人机流场及气动干扰数值模拟研究[J]. 王策,唐正飞,徐培,黄凯. 飞行力学. 2018(04)
[5]多旋翼无人机流场仿真分析[J]. 沈奥,周树道,王敏,彭舒龄,任尚书. 飞行力学. 2018(04)
[6]多旋翼植保无人机悬停下洗气流对雾滴运动规律的影响[J]. 杨风波,薛新宇,蔡晨,周晴晴. 农业工程学报. 2018(02)
[7]基于动量源的六旋翼无人机气动特性研究[J]. 李庆,蔡红明,李忠新,吴志林. 江苏航空. 2017 (03)
[8]多旋翼飞行器螺旋桨升力特性测试实验系统[J]. 卢艳军,张晓东,纪鹏飞,王振威. 实验室研究与探索. 2017(01)
[9]无人机在路桥病害检测中的设计与实现[J]. 陈显龙,陈晓龙,赵成,贺志刚. 测绘通报. 2016(04)
[10]旋翼气动力数值模拟准确度影响因素计算[J]. 叶靓,张颖,朱兴林,杨硕. 航空动力学报. 2016(01)
博士论文
[1]纵列式直升机双旋翼气动干扰特性的理论与试验研究[D]. 黄水林.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]倾转四旋翼飞行器气动干扰分析[D]. 王策.南京航空航天大学 2018
[2]地面效应与控制参数对多旋翼无人机飞行性能影响研究[D]. 游安华.南京理工大学 2015
[3]视频防抖技术的研究[D]. 李龙舞.北京交通大学 2014
[4]面向桥梁检测的四旋翼飞行器控制系统研究[D]. 王小莉.重庆交通大学 2013
[5]桥底检测爬壁机器人控制系统开发[D]. 杨衍舒.南京理工大学 2013
[6]微型旋翼气动特性分析方法与实验研究[D]. 王畅.南京航空航天大学 2010
[7]基于CFD方法的直升机旋翼/机身流场模拟及分析[D]. 王博.南京航空航天大学 2007
[8]倾转旋翼飞行器悬停状态下旋翼/机翼干扰研究[D]. 周加松.南京航空航天大学 2004
[9]微型飞行器低雷诺数二元翼型的气动特性研究[D]. 盛英华.南京航空航天大学 2003
本文编号：3600724
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现有桥梁检测方式
武汉科技大学硕士学位论文6图1.3鱼鹰战机(a)模拟仿真结果(b)烟雾可视化图1.4SeokkwanYoon观察到的喷泉流(2)纵列式双旋翼纵列式双旋翼(如图1.5)的旋翼桨盘有重叠部分且主体部分全部位于尾迹流场当中，导致飞行器自身的气动干扰非常严重。早期对于纵列式双旋翼拉力和功率的估计是通过采用叶素理论对重叠区域的诱导速度进行计算实现的。Crowther[40]通过在风洞中测量旋翼的拉力大小的方法研究了两个旋翼间的空气动力学干扰随转速的变化规律。Gupta[41]将研究重点放在双旋翼中较大的后旋翼上，研究了旋翼间的气动干扰对后旋翼气动特性的影响。Hyo等人[42]运用自由尾迹模型对纵列式双旋翼的非定常流场进行了分析。国内，盛英华[43]对飞行器尾迹模型进行细致的研究，并建立了相应的模型。黄水林[44]利用PIV试验对不同飞行状态下水平方向上不同旋翼间距的纵列式双旋翼气动性能进行研究，图1.6是该飞行器悬浮在空中时的桨盘平面流场迹线图，结果表明气动干扰主要集中在后旋翼上。
纵列式双旋翼
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋翼间距对微型四旋翼无人机负载特性影响[J]. 李沛,雷斌,朱建阳. 机械科学与技术. 2020(06)
[2]风扰下基于气动参数估计的四旋翼无人机控制[J]. 王正熙,陈洋,郑秀娟,程磊. 信息与控制. 2018(06)
[3]The computational fluid dynamic modeling of downwash flow field for a six-rotor UAV[J]. Yongjun ZHENG,Shenghui YANG,Xingxing LIU,Jie WANG,Tomas NORTON,Jian CHEN,Yu TAN. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2018(02)
[4]四旋翼无人机流场及气动干扰数值模拟研究[J]. 王策,唐正飞,徐培,黄凯. 飞行力学. 2018(04)
[5]多旋翼无人机流场仿真分析[J]. 沈奥,周树道,王敏,彭舒龄,任尚书. 飞行力学. 2018(04)
[6]多旋翼植保无人机悬停下洗气流对雾滴运动规律的影响[J]. 杨风波,薛新宇,蔡晨,周晴晴. 农业工程学报. 2018(02)
[7]基于动量源的六旋翼无人机气动特性研究[J]. 李庆,蔡红明,李忠新,吴志林. 江苏航空. 2017 (03)
[8]多旋翼飞行器螺旋桨升力特性测试实验系统[J]. 卢艳军,张晓东,纪鹏飞,王振威. 实验室研究与探索. 2017(01)
[9]无人机在路桥病害检测中的设计与实现[J]. 陈显龙,陈晓龙,赵成,贺志刚. 测绘通报. 2016(04)
[10]旋翼气动力数值模拟准确度影响因素计算[J]. 叶靓,张颖,朱兴林,杨硕. 航空动力学报. 2016(01)
博士论文
[1]纵列式直升机双旋翼气动干扰特性的理论与试验研究[D]. 黄水林.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]倾转四旋翼飞行器气动干扰分析[D]. 王策.南京航空航天大学 2018
[2]地面效应与控制参数对多旋翼无人机飞行性能影响研究[D]. 游安华.南京理工大学 2015
[3]视频防抖技术的研究[D]. 李龙舞.北京交通大学 2014
[4]面向桥梁检测的四旋翼飞行器控制系统研究[D]. 王小莉.重庆交通大学 2013
[5]桥底检测爬壁机器人控制系统开发[D]. 杨衍舒.南京理工大学 2013
[6]微型旋翼气动特性分析方法与实验研究[D]. 王畅.南京航空航天大学 2010
[7]基于CFD方法的直升机旋翼/机身流场模拟及分析[D]. 王博.南京航空航天大学 2007
[8]倾转旋翼飞行器悬停状态下旋翼/机翼干扰研究[D]. 周加松.南京航空航天大学 2004
[9]微型飞行器低雷诺数二元翼型的气动特性研究[D]. 盛英华.南京航空航天大学 2003
本文编号：3600724
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3600724.html
