基于离散涡方法的扑翼三维气动性能与流动机理
流体动力学
2023-09-28 v2
摘要
在这项工作中，我们使用离散涡方法（DVM）对三维流场中矩形翼的扑动运动进行了数值模拟。DVM 方法在计算上更方便，因为它不像其他传统模拟方法那样需要在每个时间步为流场生成网格。除刚性翼情形外，还研究了可变形翼的气动特性。可变形翼在多种构型下进行研究，如弯曲、扭转以及弯扭耦合（BTC）。对所有四种模式的流动机理和涡动力学进行了详细分析，它们在影响升力与推力等气动力方面起着关键作用。本研究旨在理解这些流动模式在不同工况下如何变化，以及这些变化如何影响升力和推力的产生。比较了所有四种模式的升力、推力和推进效率，以详细理解其气动特性。弯曲翼相比刚性翼显示出更大升力，但推力改善极小。相比之下，扭转翼在升力和推力上均显示出更大改善。BTC 翼被证明是扑动中改善气动性能最有效的方式。还研究了运动学参数（如下扑速度与上扑速度的不对称比、展弦比和减缩频率）对气动性能的参量依赖关系。
引用
@article{arxiv.2309.14832,
title = {Aerodynamic performance and flow mechanism of 3D flapping wing using discrete vortex method},
author = {Rahul Kumar and Srikant S. Padhee and Devranjan Samanta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.14832},
year = {2023}
}