面向扑翼翼面运动参数的优化设计

摘要

扑翼机的飞行依赖于扑翼翼面的运动，经过优化的运动策略能够使特定翼面发挥最佳的气动性能。然而目前扑翼机设计中缺乏有效的运动参数优化方法，无法针对给定机翼确定一组最优运动参数。采用非定常涡格法（UVLM）计算扑翼气动力，与现有的实验数据进行对比，验证了气动力计算方法的准确性。基于DIRECT（矩形分割）全局优化算法，以最大化推进效率为特定优化目标，对扑翼运动参数进行了迭代优化。结果表明，通过该优化算法能够得到最优扑翼运动参数，有效提高特定气动性能；应用优化算法计算得到的平均推力与基准运动的平均推力相比，在数值上有1.04倍的提高。在设计过程中，降低气动力约束有利于扑翼运动优化，使给定扑翼翼面具有更大的推进效率，无气动力约束的最大推进效率与基准运动的推进效率相比提高了46.8%。