仿昆蟲微飛行器簡化氣動力模型的研究.pdf

1、仿昆蟲微飛行器具有機(jī)動性能好、體積小、能量利用效率高等優(yōu)點，是目前飛行器領(lǐng)域的研究熱點之一，近十年來先后有7篇相關(guān)文章在著名雜志Science和Nature上發(fā)表。 制作實際的“機(jī)器知了”，首先需要一個合適的氣動力模型，而目前各類文獻(xiàn)中的氣動力模型，在實際控制中不能同時滿足對于精度和實時性的要求。本論文針對昆蟲拍翅氣動力模型，進(jìn)行了如下的工作： 1、面向工程實際，建立了既能滿足精度，又能滿足計算實時性要求的昆蟲拍翅氣動力

2、模型 在Dickinson基于經(jīng)驗擬合系數(shù)的拍動模型和Ellington USBE模型的基礎(chǔ)上，提出了兩個氣動力模型，即取Dickinson和Ellington兩模型優(yōu)點的用Dickinson實驗系數(shù)修正后的USBE模型；及將USBE模型在弦展方向擴(kuò)展后的EUSBE模型。在第三章分別對以上模型進(jìn)行了各種氣動特性的仿真，并與實驗結(jié)果進(jìn)行了比較。 針對附加質(zhì)量在拍動中的作用問題，采用了兩種不同的建模方法對翅膀周圍的流體附加質(zhì)

3、量進(jìn)行了建模。一為“基于經(jīng)驗系數(shù)的附加質(zhì)量模型”；二為“由阻力增量推出的附加質(zhì)量模型”。在第四章，結(jié)合前面提出的EUSBE模型，對以上兩個模型進(jìn)行了仿真，并詳細(xì)分析和討論了附加質(zhì)量分量在不同翅膀轉(zhuǎn)動模式下一個周期中主要階段的不同作用；最后對兩個模型進(jìn)行了橫向比較。 2、利用以上模型，對所設(shè)計的仿蟬翅膀進(jìn)行了氣動特性分析 參考蟬的翅膀，設(shè)計了一款翅展33毫米的仿蟬翅膀；采用第四章中包含附加質(zhì)量的EUSBE模型，在第五章中從