具有升沉与俯仰组合翼的间歇非定常推进

给出了连接升沉与俯仰组合翼的自推进虚拟物体的无粘计算，该组合翼采用连续与间歇运动。确定间歇游动可在无量纲升沉比 $h^* < 0.7$ 时提高效率，而在 $h^* \geq 0.7$ 时降低效率。这是俯仰主导($h^* < 0.5$)与升沉主导($h^* > 0.5$)运动产生力的物理起源所致。基于经典非定常薄翼理论的见解，发现俯仰主导运动由基于附加质量的推力产生驱动，其自推进效率在高等减速度时最大；而升沉主导运动由基于环量的推力产生驱动，其自推进效率在低减速度时最大。无论无量纲升沉比如何，减速度在小幅运动、高 Lighthill 数和低占空比时较高，反之亦然。此外，在间歇游动期间，于爆发与滑翔阶段交界处脱落的停止涡对于 $h^* < 0.5$ 和 $A^* = 0.4$ 的小幅运动变得可忽略地弱。本研究为生物或仿生游动者连续或间歇使用升沉与俯仰组合水翼时所发生的机制权衡提供了见解。