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微型飞行器的仿生流体力学--昆虫前飞时的气动力和能耗

外文标题	BIOMIMETIC AERODYNAMICS OF MICRO-AIR VEHICLES --AERODYNAMIC FORCE AND POWER REQUIREMENTS IN FORWARD FLIGHT OF INSECT
文献类型	期刊
作者	孙茂[1];吴江浩[2]
机构	[1]北京航空航天大学流体力学研究所,北京航空航天大学流体力学研究所 北京100083,北京100083 [2]北京航空航天大学流体力学研究所,北京航空航天大学流体力学研究所 北京100083,北京100083 ↓
来源信息	年:2002卷:23期:5页码范围:385-393
期刊信息	航空学报ISSN:1000-6893
关键词	仿生流体力学;昆虫;非定常气动力;需用功率
摘要	用数值模拟方法研究了昆虫前飞时的气动力和需用功率.由N-S方程的数值解提供速度场和压力场,从而得到涡量、气动力和力矩(惯性力矩用解析方法计算).基于流场结构,解释了非定常气动力产生的原因;基于气动力和力矩,得到需用功率.悬停飞行中揭示出的3个非定常高升力机制(不失速机制,拍动初期的快速加速运动,拍动后期的快速上仰运动)在前飞时仍然适用(即使在快速前飞时,V∞=2～2.5m/s,失速涡也不脱落).在低速飞行时(V∞≈0.5m/s)平衡重量的升力既来自于翅膀的下拍运动也来自于上挥运动,并主要由翅膀的升力贡献;克服身体阻力的推力主要来自于翅膀的上挥运动,由翅膀的阻力贡献.在中等速度下(V∞≈1.0m/s),升力主要来自于下拍运动,其中一半由翅膀升力贡献,一半由翅膀阻力贡献;推力主要来自上挥运动,也是一半由翅膀升力贡献,一半由翅膀阻力贡献.在快速飞行时(V∞≈2.0m/s),升力主要来自于下拍运动,主要由翅膀阻力贡献;推力来自上挥运动,主要由翅膀升力贡献.悬停时,下拍和上挥做功同样大;前飞时,下拍做功较上挥大得多:V∞=0.5,1.0和2.0m/s时,下拍做的功分别是上挥的1.6,2.6和3.5倍.果蝇在悬停飞行时,比功率(单位身体质量的需用功率)约为29W/kg,在V∞=0.5和1m/s时,比功率比悬停时小约10%;在V∞=1.5m/s时,比功率与悬停时几乎相同;当速度再大时,比功率迅速增大.比功率随飞行速度的变化关系曲线近似于J形,而不像飞机的那样为U形曲线.
收录情况	PKUCSCD
所属部门	航空科学与工程学院
链接地址	http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hkxb200205001.aspx
DOI	10.3321/j.issn:1000-6893.2002.05.001
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空气动力学系（流体所）孙茂
学院机关吴江浩

dc:title:微型飞行器的仿生流体力学--昆虫前飞时的气动力和能耗
dc:creator:孙茂;吴江浩
dc:date: publishDate:2002-09-25
dc:type:期刊
dc:format: Media：航空学报
dc:identifier: LnterrelatedLiterature：航空学报.2002,23(5),385-393.
dc:identifier:DOI：10.3321/j.issn:1000-6893.2002.05.001
dc: identifier:ISBN:1000-6893