模擬昆蟲前飛拍翼非定常氣動力特性的數(shù)值分析.pdf

1、本文從原始變量形式的二維不可壓Navier-Stokes方程出發(fā)，采用速度修正時間差分格式和空間離散的Galerkin有限元方法數(shù)值模擬了均勻來流中翼型的平動和旋轉(zhuǎn)振蕩繞流問題，研究了昆蟲前飛時的非定常空氣動力學(xué)特性。 通過數(shù)值模擬前飛狀態(tài)下的拍翼運動，考察了前進比、拍翼平面傾斜角、拍翼幅值、轉(zhuǎn)動角幅值、轉(zhuǎn)軸點位置以及平動和旋轉(zhuǎn)間相位差等參數(shù)對氣動力特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，傾斜的揮拍平面是引起昆蟲前飛拍翼非對稱氣動特性的主要因素，

2、傾斜角和前進比的增大都可以加劇這種非對稱性；拍翼幅值和轉(zhuǎn)動角幅值也是昆蟲用來調(diào)節(jié)氣動力特性的重要手段。在不同的前飛速度下，拍翼幅值對氣動力特性有著不同的影響；轉(zhuǎn)軸點位置越靠近前緣獲得的升力和推力越大，但消耗的氣動功率也更大。研究表明，超前模式的氣動性能最佳，有助于得到更高的升力和推力。 通過對“O”字型、“U”字形，“8”字形軌跡拍翼的研究發(fā)現(xiàn)，拍翼軌跡可以影響非定常力的變化規(guī)律：下拍初期，順時針“O”字型軌跡有助于得到高升力；