受蜻蜓滑翔飞行启发的用于微型飞行器的前后翼布局气动性能
流体动力学
2023-06-23 v1
摘要
微型飞行器（MAV）的设计由于尺寸小以及由此导致的低雷诺数 10000-100000 而带来气动性能挑战。自然飞行者天然经过优化且与 MAV 尺寸相当，使其成为 MAV 设计的强力模仿对象。蜻蜓相对于其他小型飞行者频繁使用滑翔飞行模式，并在 100-10000 的范围内运行。文献表明波纹翼型在 Re 约为 10^4 时提高了气动效率。这使我们能够研究受蜻蜓翅膀启发的前后翼（tandem）波纹翼型的气动优势。在本文中，我们对流过仿生波纹翼的流场进行直接数值模拟，以理解前后翼布局的影响。机翼间的水平距离固定，垂直距离变化。结果显示，在所有案例研究中，前翼/后翼的相互作用相对于孤立翼增加了前翼的升力。对于一个前翼和后翼间垂直间距为零、两翼固定为 3 度攻角的案例研究，相对于孤立翼，组合阻力系数下降约 7%，总体效率下降约 13%。在无垂直间隙时，相对于孤立翼，前后翼组合阻力系数降低，其气动效率接近孤立翼。
引用
@article{arxiv.2304.07844,
title = {Aerodynamic performance of a tandem wing configuration inspired from dragonfly gliding flight for MAV application},
author = {Rajosik Adak and Arindam Mandal and Sandeep Saha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.07844},
year = {2023}
}
备注
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