利用前缘涡流提高波浆驱动式振翼机翼推力性能
流体动力学
2025-04-21 v1
摘要
本研究采用高保真流体-结构相互作用仿真，探讨用于波浆辅助推进（WAP）系统的振翼机翼设计优化。建立在先前工作基础上，确定前缘涡（LEV）对于这些振翼机翼推力生成至关重要。本工作探索了升角控制机制和机翼几何形状，以提高不同海浪状态下的性能。评估了两种升角限制策略——弹簧限制器和角度限制器。结果表明，虽然两种方法在较高的海浪状态下性能相似，但在海浪状态1下，角度限制器产生更好的推力，因其简单且有效而成为首选机制。此外，分析了机翼几何效应，薄椭圆形和平板机翼均优于基准NACA0015机翼形状。椭圆形机翼略胜一筹，适用于WAP应用。固定的5°升角幅度可在所有海浪状态下提供推力，作为更复杂自适应系统的实用替代方案。这些发现表明，如何理解振翼机翼的流体力学特性，即可为设计更高效的WAP系统提供指导。
引用
@article{arxiv.2504.13309,
title = {Harnessing Leading-Edge Vortices for Improved Thrust Performance of Wave-Induced Flapping Foil Propulsors},
author = {Harshal S. Raut and Jung-Hee Seo and Rajat Mittal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13309},
year = {2025}
}