仿生微扑翼飞行器机翼动力学性能研究

目录

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 微扑翼飞行器的研究背景

1.1.2 微扑翼飞行器的研究意义

1.2 仿生微扑翼飞行器发展历程

1.2.1 国外研究情况

1.2.2 国内研究进展

1.3 微扑翼飞行器的研究难点

（1）微扑翼飞行器在低雷诺数下的流体力学问题

（2）微型动力装置技术的实现

（3）光电传感技术的运用

（4）微扑翼飞行器的飞行控制和数据传输

1.4 课题研究的主要内容

2 仿蝙蝠折叠扑动模型的建立及静力学分析

2.1 仿蝙蝠机翼建模

2.1.1 蝙蝠特性介绍

2.1.2 蝙蝠翼手及飞行机制分析

2.1.3 两段式仿蝙蝠折叠扑动模型的建立

2.2 仿生翼静力学特性分析

2.2.1 机翼可选材料的分析

2.2.2 仿蝙蝠翼静力学分析过程

2.2.3 结果分析

2.3 仿生翼优化设计

2.4 仿生翼材料特性对刚度影响研究

2.5 本章小结

3 仿蝙蝠扑翼飞行器机翼动态特性分析

3.1 两段式仿蝙蝠翼模态分析

3.1.1模态分析理论

3.1.2两种典型两段翼模型模态分析

3.1.3不同翼展比仿生翼一阶固有频率值计算

3.1.4 不同厚度仿生翼一阶固有频率值计算

3.1.5 不同面积仿生翼一阶固有频率值计算

3.1.6 不同形状仿生翼一阶固有频率值计算

3.1.7 仿生翼结构参数对模态特性的影响

3.2 仿生翼材料对模态特性影响研究

3.3 仿蝙蝠翼瞬态动力学分析

3.3.1瞬态动力学概论

3.3.2瞬态动力学分析过程

3.4 结果分析

3.5 本章小结

4 两段式仿蝙蝠翼空气动力学分析

4.1 CFD模型数值求解方法概述

4.2 仿生翼三维绕流分析

4.2.1 空间流体状态的判别

4.2.2 CFD基本方程

4.2.3 基于ICEM的仿生翼网格划分

4.3 三维绕流计算过程及结果分析

4.3.1 数值模拟的计算思路

4.3.2 求解器参数的设置

4.3.3 仿生翼三维绕流结果分析

4.4 仿生微扑翼飞行器升阻力特性研究

4.4.1扑翼驱动机构设计

4.4.2扑翼四杆机构运动分析

4.4.3基于Matlab拟合机翼运动规律曲线

4.4.4 Fluent动网格划分及更新

4.5 仿生翼升阻力特性计算结果分析

4.5.1拍动频率对气动性能的影响

4.5.2来流速度对气动性能的影响

4.5.3来流角度对气动性能的影响

4.6 本章小结

5 仿蝙蝠翼振动模态实验

5.1 模态试验理论

5.2 实验方案设计

5.3 实验硬件选型

5.3.1仿生翼3D打印模型

5.3.2 力锤

5.3.3数据采集器

5.3.4加速度传感器

5.4 实验过程

5.4.1模态软件设置

5.4.2机翼模型二维建模

5.4.3模型测试点及激振点设置

5.4.4实验台搭建

5.5 实验数据分析

5.6 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录