仿生撲翼運動的非定常流體力學(xué)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 仿生撲翼運動研究現(xiàn)狀 1
1.1.1 仿生撲翼的個體推進 2
1.1.2 仿生撲翼的集群運動 3
1.1.3 仿生撲翼能量采集系統(tǒng)的基本特性 6
1.2 數(shù)值模擬方法 8
1.2.1 氣體動理學(xué)算法 9
1.2.2 浸入邊界法 16
參考文獻 19
第2章 撲翼的懸停和前飛運動 25
2.1 近壁懸停下彈性尾梢的影響 25
2.1.1 轉(zhuǎn)軸與壁面距離的影響 27
2.1.2 尾梢質(zhì)量的影響 28
2.1.3 尾梢柔度的影響 29
2.2 懸停狀態(tài)下合成射流的影響 31
2.2.1 射流傾斜角度的影響 33
2.2.2 射流相位差的影響 36
2.2.3 射流位置的影響 37
2.2.4 合成射流的作用機理 38
2.3 前飛狀態(tài)下運動軌跡的影響 42
2.3.1 俯仰幅值和俯仰軸位置的影響 45
2.3.2 橫向運動對平均推力的影響 48
2.3.3 橫向運動對推進效率的影響 49
2.3.4 橫向運動的作用機理 50
2.4 前飛狀態(tài)下合成射流的影響 55
2.4.1 射流傾斜角度的影響 56
2.4.2 射流相位差的影響 59
2.4.3 射流位置的影響 62
2.4.4 合成射流的作用機理 63
參考文獻 67
第3章 撲翼自主推進運動 70
3.1 單自由度撲翼自主推進運動 70
3.1.1 沉浮運動和俯仰運動的比較 72
3.1.2 沉浮俯仰組合運動 77
3.1.3 雷諾數(shù)的影響 83
3.1.4 沉浮與俯仰運動相位差的影響 85
3.1.5 俯仰軸位置的影響 88
3.2 多自由度撲翼自主推進運動 90
3.2.1 拍動頻率和幅值的影響 92
3.2.2 推進效能的標度律 96
3.2.3 撲翼質(zhì)量和厚度的影響 99
參考文獻 103
第4章 多撲翼自主推進的集群特性 106
4.1 串列雙撲翼的集群運動 106
4.1.1 雙撲翼集群運動的模式 108
4.1.2 快速模式中的集群推進 112
4.1.3 慢速模式中的集群推進 119
4.2 并列雙撲翼的集群運動 122
4.2.1 同步運動雙撲翼的集群運動 124
4.2.2 異步運動雙撲翼的集群運動 132
4.2.3 雙撲翼的非定常流動控制機理 136
4.3 串列多撲翼的集群運動 139
4.3.1 多撲翼集群的隊形類型 140
4.3.2 密集隊形的推進效能 143
4.3.3 稀疏隊形的推進效能 148
參考文獻 153
第5章 撲翼能量采集系統(tǒng) 157
5.1 陣風(fēng)中的撲翼能量采集 157
5.1.1 陣風(fēng)強度對撲翼能量采集的影響 161
5.1.2 陣風(fēng)相位差對撲翼能量采集的影響 166
5.2 壁面效應(yīng)對撲翼能量采集的影響 177
5.2.1 壁面距離的影響 179
5.2.2 壁面效應(yīng)的作用機理 182
5.3 彈性尾梢對撲翼能量采集的影響 185
5.3.1 運動頻率的影響 186
5.3.2 尾梢質(zhì)量的影響 188
5.3.3 尾梢柔度的影響 191
5.3.4 彈性尾梢的作用機理 193
5.4 橫向運動對撲翼能量采集的影響 196
5.4.1 橫向運動參數(shù)的影響 197
5.4.2 橫向運動的作用機理 200
5.5 合成射流對撲翼能量采集的影響 202
5.5.1 射流參數(shù)的影響 203
5.5.2 合成射流的作用機理 207
參考文獻 208
第6章 多撲翼集群的能量采集系統(tǒng) 211
6.1 串列雙撲翼的能量采集系統(tǒng) 211
6.1.1 運動頻率的影響 213
6.1.2 雙撲翼間距的影響 216
6.1.3 雙撲翼運動相位差的影響 219
6.1.4 雙翼提升能量采集效率的作用機理 221
6.2 并列三撲翼的能量采集系統(tǒng) 228
6.2.1 輔助翼間距的影響 229
6.2.2 運動頻率的影響 232
6.2.3 運動相位差的影響 235
6.2.4 三翼提升能量采集效率的作用機理 237
參考文獻 243