首页> 中文学位 >错列布置下两摆动机翼推进性能的研究
【6h】

错列布置下两摆动机翼推进性能的研究

代理获取

目录

致谢

NOMENCLATURE

LIST OFTABLES

LIST OF FIGURES

CHAPTER 1 INTRODUCTION

1.1 Background

1.2Literature review

1.3 Objectives

1.4Thesis outline

CHAPTER 2 NUMERICAL METHOD

2.1Governing equations

2.2Dynamic mesh method

2.2.1 Smoothing

2.2.2 Re-meshing

2.3 Numerical verification

2.3.1Mesh independence

2.3.2Comparison of wake structure

2.3.3Comparison of mean streamwise velocities

2.3.4Comparison of mean streamwise forces

CHAPTER 3 RESULTS AND DISSCUSSION

3.1Jtrail result

3.2Range of pitching amplitude and frequency

3.3Input power coefficient

3.4Thrust coefficient

3.4.1Thrust coefficient of singleandupstream airfoil

3.4.2Thrust coefficient of upstreamanddownstream airfoil

3.4.3Thrust coefficient of two-airfoil system

3.5Thrust efficiency

3.6Work done of the free pitching airfoil

3.7Study of optimal case

3.7.1Time traces of optimal case

3.7.2Thrustenhancementof optimal case

3.8Effect of pitching amplitude

3.8.1Thrust efficiency

3.8.2Instantaneous forces of upstream airfoil

3.8.3Instantaneous forces of downstream airfoil

3.8.4Vorticity contours

3.8.5Pressure contours

3.8.6Time-averaged streamwise velocity

3.8.7Amplitude responseof the downstream airfoil

3.9Effect of pitching frequency

3.9.1Thrust efficiency

3.9.2Instantaneous forces of upstream airfoil

3.9.3Instantaneous forces of downstream airfoil

3.9.4 Vorticity contours

3.9.5Pressure contours

3.9.6Amplitude response of the downstream airfoil

CONCLUSIONS

参考文献

声明

展开▼

摘要

鸟类、鱼类和一些昆虫经常使用其身体或者翅膀摆动来获得运动中的推进力。当它们在成群的移动时,它们可以利用流体动力学/空气动力学优点以节省能量。通过对生物系统的研究,人类可以得到一些新的发明的想法。对此类生物运动原理的研究对于开发仿生学推进装置有重要的意义。
  本文主要研究了错列布置下的两个摆动机翼的推进性能,其中上游机翼为受迫摆动,下游机翼为自由摆动。当摆动频率和振幅固定为St=0.25和AD=0.6675时,η/η0在J=6.54×10-5时取得最大值3.6(此时相应的m*为11.3)。本文研究了摆动频率(St/St0=1.30~2.05)和振幅(AD=0.55~0.80)对于推进性能的影响。
  对于上游受迫摆动机翼或者单个受迫摆动机翼,随着摆动频率和振幅的增加,需要输入更多的能量。在相同的摆动频率和振幅下,两个机翼系统中上游机翼的输入功率比单个机翼时增加10~24%。
  在较低的摆动频率和振幅下,对于单一受迫摆动机翼,流向方向的力为阻力。随着频率和振幅的增加,阻力转变为推进力并逐渐增大。对于两机翼系统,上游受迫摆动的机翼在更小的频率和振幅下即完成阻力对推进力的转化。两机翼系统中上游机翼推进性能在较高频率和振幅时得到较大的提升。
  下游机翼的推进力相对上游机翼较小。推进性能主要有机翼所处的压力梯度有关。在上游机翼低频低振幅和高频低振幅的摆动条件下,下游机翼流向力为阻力。在特定的摆动频率下,下游机翼的推进力随着振幅的增大呈现先增大再减小的趋势。在St/St0=1.93,AD=0.65时获得下游机翼的最大推力系数。双机翼系统的最大推力系数在St/St0=2.05,AD=0.75取得。
  单个受迫摆动机翼的推力效率显示出清晰的阻力区域。而对于两个机翼系统阻力区域得到了极大的减小。单个机翼推进效率最大为9%,两个机翼系统的最优推进效率为18%,此时St/St0=1.80,AD=0.75。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号