模仿自然界的鳥(niǎo)類或者昆蟲(chóng)飛行方式的仿生機(jī)器人,稱為撲翼飛行器。在各種微型飛行器里面,撲翼飛行器具有的高靈敏度、節(jié)能環(huán)保以及零噪聲等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到各國(guó)科學(xué)研究者的青睞。目前,國(guó)內(nèi)外主要針對(duì)撲翼飛行器飛行的基本原理、翅翼的翼型結(jié)構(gòu)以及撲動(dòng)方式的模擬等方面進(jìn)行了深入的研究。同時(shí),也有一些能夠自主飛行的撲翼飛行器對(duì)外發(fā)布,成功吸引了全世界的目光。但絕大多數(shù)研究者把研究的重點(diǎn)聚焦在撲翼飛行器自身結(jié)構(gòu)上,而忽略了來(lái)自外部真實(shí)流場(chǎng)環(huán)境的影響,這就導(dǎo)致研究出來(lái)的撲翼飛行器雖然能飛行,但往往經(jīng)不起一絲微風(fēng)。為此,作者旨在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,針對(duì)撲翼飛行器在真實(shí)工作環(huán)境中,即大氣邊界層中,基于計(jì)算流體力學(xué)理論,通過(guò)對(duì)撲翼飛行器氣動(dòng)特性的數(shù)值計(jì)算,得到真實(shí)環(huán)境中撲翼飛行器的升阻力系數(shù)變化規(guī)律,為撲翼飛行器的進(jìn)一步實(shí)用化提供有益參考。作者基于鳥(niǎo)類的飛行機(jī)理,在前人的研究基礎(chǔ)上,以信鴿為仿生研究對(duì)象,建立了符合其尺寸大小、飛行特點(diǎn)的撲翼飛行器翅翼模型和撲動(dòng)模型,運(yùn)用Adams/View進(jìn)行翅翼?yè)鋭?dòng)機(jī)構(gòu)的仿真,得到翅翼?yè)鋭?dòng)的特征曲線,采用離散傅里葉擬合法得到翅翼?yè)鋭?dòng)的角速度方程,從而為動(dòng)網(wǎng)格的二次開(kāi)發(fā)做好基礎(chǔ)性工作。由于大氣邊界層的流場(chǎng)復(fù)雜、計(jì)算域大,在進(jìn)行撲翼飛行器氣動(dòng)特性數(shù)值計(jì)算時(shí),傳統(tǒng)的動(dòng)網(wǎng)格更新計(jì)算效率不高。為此,作者將采用風(fēng)機(jī)研究領(lǐng)域的滑移網(wǎng)格代替動(dòng)網(wǎng)格更新,通過(guò)建立相同的流場(chǎng)環(huán)境參數(shù),進(jìn)行撲翼飛行器的氣動(dòng)特性計(jì)算,對(duì)比分析基于滑移網(wǎng)格和動(dòng)網(wǎng)格更新兩者的計(jì)算結(jié)果,證明滑移網(wǎng)格對(duì)撲翼飛行器氣動(dòng)特性研究具有適用性。在前面的研究基礎(chǔ)上,基于SIMPLE算法和RNG k-ε湍流模型,以撲翼飛行器在大氣邊界層中實(shí)際工作的流場(chǎng)環(huán)境為入口邊界條件,對(duì)巡航狀態(tài)的撲翼飛行器的氣動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到撲翼飛行器的平均升、阻力系數(shù)。并在相同參數(shù)條件下,與目前撲翼飛行器設(shè)計(jì)階段普遍采用以均勻風(fēng)剖面為入口邊界條件的常規(guī)風(fēng)洞中的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)分析工作高度、撲動(dòng)頻率、入口風(fēng)速、撲動(dòng)幅度、來(lái)流迎角和地貌條件等參數(shù)對(duì)撲翼飛行器氣動(dòng)特性的影響規(guī)律,從而得出撲翼飛行器在大氣邊界層中與試驗(yàn)階段常規(guī)風(fēng)洞中的氣動(dòng)特性差異非常明顯,為今后設(shè)計(jì)撲翼飛行器具有不可忽視的現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V211.59

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周興;李建蘭;Demetri Bouris;;3.5 m×2.5 m風(fēng)洞大氣邊界層被動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2018年02期

2 張祥;張葉暉;韓靖博;張樂(lè);史婉蓉;;北極揚(yáng)馬延島大氣邊界層高度的氣候特征分析[J];極地研究;2018年02期

3 萬(wàn)云霞;張宇;張瑾文;彭艷秋;;感熱變化對(duì)東亞地區(qū)大氣邊界層高度的影響[J];高原氣象;2017年01期

4 王洪興;張彥軍;;建筑結(jié)構(gòu)大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)M[J];低溫建筑技術(shù);2012年06期

5 李英;胡志莉;趙紅梅;;青藏高原大氣邊界層結(jié)構(gòu)特征研究綜述[J];高原山地氣象研究;2012年04期

6 李響;吳輝碇;王輝;;海面狀態(tài)參數(shù)化對(duì)海上大氣邊界層數(shù)值模擬的影響研究[J];海洋通報(bào);2011年02期

7 喬娟;張強(qiáng);張杰;王勝;;西北干旱區(qū)冬、夏季大氣邊界層結(jié)構(gòu)對(duì)比研究[J];中國(guó)沙漠;2010年02期

8 孫方林;馬耀明;馬偉強(qiáng);李茂善;;珠峰地區(qū)大氣邊界層結(jié)構(gòu)的一次觀測(cè)研究[J];高原氣象;2006年06期

9 曲紹厚,高登義;中山站地區(qū)大氣邊界層結(jié)構(gòu)和湍流通量的輸送特征[J];南極研究;1996年04期

10 趙柏林,徐進(jìn);微波遙感在大氣邊界層預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J];氣象學(xué)報(bào);1992年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張寧;;基于地基遙感的大氣邊界層高度探測(cè)研究[A];第33屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì) S10 城市、降水與霧霾——第五屆城市氣象論壇[C];2016年

2 夏俊榮;吳丹;;河北香河地區(qū)大氣邊界層高度演變特征[A];2015年中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2015年

3 付遵濤;姚振華;;平穩(wěn)與非平穩(wěn)大氣邊界層垂直風(fēng)速的熵對(duì)比分析[A];第七次全國(guó)動(dòng)力氣象學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2009年

4 瞿偉廉;吉柏鋒;王錦文;;下?lián)舯┝黠L(fēng)與大氣邊界層風(fēng)的風(fēng)剖面特征比較研究[A];第十四屆全國(guó)結(jié)構(gòu)風(fēng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2009年

5 劉樹(shù)華;李潔;文平輝;;城市及鄉(xiāng)村大氣邊界層結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬[A];城市氣象服務(wù)科學(xué)討論會(huì)學(xué)術(shù)論文集[C];2001年

6 佟華;桑建國(guó);;海淀地區(qū)大氣邊界層的數(shù)值模擬研究[A];第九屆（2001）全國(guó)大氣環(huán)境與污染學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

7 張?zhí)K平;楊育強(qiáng);王新功;;L波段雷達(dá)所揭示的大氣邊界層層結(jié)季節(jié)變化特征[A];中國(guó)海洋湖沼學(xué)會(huì)第九次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2007年

8 朱凌云;張美根;馬舒坡;李鵬;鄒捍;李愛(ài)國(guó);;珠峰絨布河谷地區(qū)大氣邊界層結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2008年年會(huì)大氣物理學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

9 張婉春;郭建平;;不同穩(wěn)定度條件下大氣邊界層及其與近地面氣象條件的關(guān)系[A];第35屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì) S13 大氣物理學(xué)與大氣環(huán)境[C];2018年

10 張禮春;朱彬;牛生杰;李子華;;南京市冬季市區(qū)和郊區(qū)晴天大氣邊界層結(jié)構(gòu)對(duì)比分析[A];第26屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)人工影響天氣與大氣物理學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 丁佳;大氣邊界層污染垂直加強(qiáng)觀測(cè)試驗(yàn)啟動(dòng)[N];中國(guó)科學(xué)報(bào);2018年

2 通訊員 伍清;國(guó)家自然科學(xué)基金委組織研討大氣邊界層研究戰(zhàn)略[N];中國(guó)氣象報(bào);2011年

3 通訊員 馬躍t ;南京開(kāi)展大氣邊界層觀測(cè)[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

4 記者 潘繼鵬　通訊員 李進(jìn)忠;烏魯木齊市局建成大氣邊界層氣象觀測(cè)系統(tǒng)[N];中國(guó)氣象報(bào);2013年

5 蔣凌;給天氣“把脈”最快只需幾分鐘[N];蘭州日?qǐng)?bào);2008年

6 本報(bào)記者 黃彬;氣象塔，大氣邊界層觀測(cè)利器[N];中國(guó)氣象報(bào);2015年

7 本報(bào)記者 賴敏　陳磊 王宇;好“大”一座塔[N];中國(guó)氣象報(bào);2009年

8 本報(bào)記者 董永春;世界最高塔的氣象秘密[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

9 采訪人 本報(bào)記者 倪永強(qiáng);影響天氣氣候的重要角色[N];中國(guó)氣象報(bào);2011年

10 城市環(huán)境項(xiàng)目實(shí)施辦公室;藍(lán)天碧水不是夢(mèng)[N];中國(guó)氣象報(bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 馬敏勁;中國(guó)西北地區(qū)極端大氣邊界層高度及其對(duì)化學(xué)追蹤物質(zhì)傳輸影響的數(shù)值模擬研究[D];蘭州大學(xué);2011年

2 李惠君;大氣邊界層特性的風(fēng)洞模擬研究[D];浙江大學(xué);2008年

3 金莉莉;烏魯木齊市大氣邊界層特征研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

4 劉麗;東南沿海污染氣象特征及生物氣溶膠的擴(kuò)散模擬研究[D];南京大學(xué);2011年

5 段自強(qiáng);利用渦動(dòng)相關(guān)法研究海洋大氣邊界層湍流特征與海氣物質(zhì)交換[D];中國(guó)海洋大學(xué);2013年

6 梁思超;復(fù)雜地形風(fēng)資源特性的數(shù)值模擬研究[D];華北電力大學(xué);2015年

7 劉鵬;城市化影響水汽輸送及云和降水的數(shù)值模擬研究[D];南京大學(xué);2016年

8 鄭輝;北京大學(xué)陸氣耦合模式的研發(fā)及檢驗(yàn)[D];北京大學(xué);2014年

9 郅倫海;城市中心邊界層風(fēng)特性及超高層建筑動(dòng)力響應(yīng)研究[D];湖南大學(xué);2011年

10 劉彥華;兩類陸面模式的模擬和同化性能比較分析[D];蘭州大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胡洪彬;大氣邊界層中撲翼飛行器氣動(dòng)特性的數(shù)值研究[D];西華大學(xué);2019年

2 施文昱;杭州灣地區(qū)大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)特征研究[D];南京大學(xué);2019年

3 徐麗麗;大氣邊界層高度的地基遙感觀測(cè)及其在中國(guó)的分布和趨勢(shì)[D];蘭州大學(xué);2019年

4 李雪洮;利用大渦模式模擬黃土高原大氣邊界層特征[D];蘭州大學(xué);2019年

5 喬梁;夏季風(fēng)活動(dòng)對(duì)大氣邊界層結(jié)構(gòu)的影響及非季風(fēng)區(qū)超厚大氣邊界層發(fā)展的能量機(jī)制分析[D];蘭州大學(xué);2019年

6 彭s

本文編號(hào)：2826613