三维扑翼柔性效应对气动特性影响的数值研究

【作者】 王慧杰； 孟雪广； 陈刚；

【机构】 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室； 西安交通大学航天航空学院先进飞行器服役环境与控制陕西省重点实验室； 中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室； 西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室；

【摘要】 在自然界中,昆虫翅膀由于受到惯性和气动载荷的影响会发生明显被动变形。为研究昆虫翅膀柔性效应对气动性能的影响,采用基于有限元的计算流体力学方法对前飞状态的三维柔性扑翼在不同密度比与频率比下的气动特性进行了数值研究。计算雷诺数Re为500时,不同密度比和频率比对气动性能的影响。结果表明,柔性扑翼产生升力的最佳频率比一般在0.4-0.6之间。当频率比过大时,由于机翼变得更加灵活,升力和推力性能都开始下降。同时发现密度比对气动特性也有显著影响:在低频率比时,密度比小的扑翼具有高的推力性能;在高频率比时,密度比大的机翼具有高的推力性能。更多还原