基于 FSI 建模的低雷诺数气动载荷与可定制刚度柔性仿生翼动态相互作用研究
流体动力学
2023-01-24 v1
摘要
在本工作中，我们研究柔性仿生变形翼结构对低雷诺数气动载荷的动态相互作用与响应。其受启发方面如下：首先，将机翼分为刚性段与柔性段，考虑由骨与肌肉构成的前缘，以及由羽毛组成的柔性后缘。其次，采用文献中实验生物学提供的材料属性，如弯曲刚度与杨氏模量。我们开发了允许属性非均匀分布的数值模型，并将其实现到一个 OpenFoam 有限体积求解器中，该求解器通过 FSI 界面将流体动力学与结构固体动力学求解器耦合。在此过程中，针对 NACA6409 翼型进行了验证，考虑弦长 40% 为刚性段、60% 为柔性段，以测试低雷诺数 气流及受羽毛启发材料属性下的气动结构行为。结果表明，仿生技术可在工程构型中复现。
引用
@article{arxiv.2301.08963,
title = {Study of Dynamic Interaction Between Low Re Aerodynamic Load and Flexible-Biomimetic Wings with Tailorable Stiffness by FSI Modeling},
author = {Smail Boughou and Radouan Boukharfane and Daniel J. Inman and Ashraf A. Omar and Omer A. Elsayed},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.08963},
year = {2023}
}
备注
This is the author's version of an article that has been published at 2023 AIAA SciTech Forum - 23-27 January 2023. The final version of record is available at: \url{https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2023-0826}