柔性扑翼非定常涡格法气动计算的改进与实现

《柔性扑翼非定常涡格法气动计算的改进与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第31卷2010正第6期6月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTlCASINICAV01．31No．6June2010文章编号：1000—6893(2010)06—1121—06柔性扑翼非定常涡格法气动计算的改进与实现贺红林，周翔(南昌航空大学航空制造T程学院，江西南昌330063)ImplementationofanImprovedUnsteadyVortexLatticeMethodforFlexibleFlapping-wingAerodynamicComputationHeHonglin，ZhouXiang(CollegeofAe

2、ronauticalManufacturingEngineering，NanchangAeronauticalUniversity，Nanchang330063，China)摘要：旨在快速、准确地模拟微型扑翼飞行器(Flapping-wingMAV)周边流场，根据柔性扑翼的扑动特点，提出了微型飞行器(MAV)气动力计算的一种改进非定常涡格法(UVLM)模型，该模型中充分考虑机翼的瞬时柔性变形、诱导阻力、尾迹涡环畸变以及黏性耗散等因素对气动力的影响；给出了该模型的一个可视化实现，并通过实例验证了该模型的可行性和有效性。算法仿真表明，采用该模型可使平均升力和平均推力

3、计算精度分别提高20％和70％左右。为了提高运算效率，还研究了剔除尾涡对uVI，M性能的影响，计算结果显示。剔除距翼面适当距离处的尾涡后，可在保证算法计算精度基本不下降的前提下使运行时间减少2／3，这表明改进的UVLM可作为MAV的一种快速气动力估算T具，在MAV的优化中存在显见的应用价值。关键词：柔性扑翼；气动力；非定常涡格法；尾涡剔除；算法实现中图分类号：V211．1文献标识码：AAbstract：Animprovedunsteadyvortexlatticemethod(UVI。M)isproposedinthisarticletOsimulatethes

4、ur-roundingflowofaflapping-wingmicroaerialvehicle(Flapping-wingMAV)preciselywhichtakesintofullae—countthefeaturesoftheflexibleflapping-wingmodel．Theinfluenceofinstantaneouswingshapevelocityontheaerodynamicforces，theinduceddragandthewakestretchingaswellasdissipationaremodeledinthismet

5、hod．Andavisualprogrambasedonthismethodisdeveloped．Theresultsare20％moreaccurateinliftingcoefficientcalculationand70％moreaccurateinthrustcoefficientcalculation，whichareverifiedbythecompu—tationalandexperimentaldata．TofurtherimprovetheperformanceoftheUVLM，theinfluenceofwakevor—texignori

6、ngontimesavingsandprecisionisstudied．Theresultsshowthatthesavingsincentralprocessingunit(CPU)timewithwakevortexignoringcouldbeuptO2／3，whichindicatestheimportantvalueofUVLMintheoptimizationofflapping-wingvehicledesignasafastaerodynamicapproximationmethod．KeyWOl'ds：flexibleflapping-win

7、g；aerodynamics；unsteadyvortexlatticemethod；wakevortexignoring；im—plementation微型扑翼飞行器(Flapping—wingMAV)因其广阔的应用前景正在受到越来越多的重视。适应于高性能的微型飞行器(MAV)设计需要，近年来，研究人员对扑翼飞行中的非定常流动问题进行了较多研究，提出了不少方法，如文献[1]和文献[z3等采用面元法计算了昆虫与鸟类的气动特性；文献[-3-]利用果蝇扑翼模型和运动数据，通过求解三维非定常Navier-Stokes(N—S)方程对昆虫翼扑动时的流场进行了数值模拟；文

8、献[43采用计收稿日期：