微型拍动旋翼的流动机理及其应用

摘要

本文采用数值模拟方法研究了拍动旋翼的基本流动机理,拍动运动对翼的气动特性的影响以及拍动旋翼与其它MAV布局在气动效率上的对比.研究结果表明:拍动旋翼的流动由拍动幅度,俯仰幅度,平均攻角,拍动运动与旋转运动的周期比及雷诺数共同决定.这些参数对气动特性的影响各有不同.通过对比旋翼、水平拍动扑翼、竖直拍动扑翼及拍动旋翼四种布局的平均升力系数与功率因子发现,水平拍动扑翼和旋翼分别在低Re和高Re下具有较好的气动性能及气动效率.但它们不能同时满足高升力和高气动效率的要求.通过使用小展弦比的拍动旋翼并使其在低幅下拍动,其可显著提高气动性能,更容易同时产生高升力和高气动效率.