昆虫的高升力机理及果蝇,熊蜂,鹰蛾前飞时的气动力和能耗
| 文献类型 | 学位 |
| 作者 | 吴江浩[1] |
| 机构 | 北京航空航天大学 ↓ |
| 授予学位 | 博士 |
| 年度 | 2004 |
| 学位授予单位 | 北京航空航天大学 |
| 所属部门 | 交通科学与工程学院 |
| 语言 | 中文 |
| 人气指数 | 3 |
| 浏览次数 | 3 |
| 关键词 | 果蝇;熊蜂;鹰蛾;昆虫;前飞;非定常高升力机理;N-S方程数值模拟;仿生力学 |
| 摘要 | 该文采用数值求解N-S方程的方法,研究了模型昆虫翅起动后转动的高升力机制、拍动翅的"尾迹捕获"问题以及模型昆虫翅作拍动运动时的非定常气动力特性;在此基础上,研究了果蝇,熊蜂和鹰蛾前飞时的气动力和能耗问题;并初步探讨了昆虫用于机动飞行的力和力矩的问题.模型昆虫翅起动后做大攻角周向等速转动,当Re=1920和480时,不发生失速,升力系数和阻力系数始终保持一较大的固定值.其机制(称为不失速机制)如下:翅起动后,上表面产生LEV,其与起动涡和翅尖涡形成一涡环.转动时,展向流携带前缘涡中的涡量从翅根对流到翅尖,从而使LEV不脱落.涡环的尺寸随时间线性增大,从而涡量一阶距对时间的导数约为一常数,也就是升力系数和阻力系数近似保持为固定值.翅展向相对速度的变化产生了沿此方向的压力梯度,是其维持了从翅跟到翅尖的展向流动.当Re=120时,结果与高Re下类似,不同之处是:粘性扩散作用增强,LEV变弱,展向流动变小.此时,LEV也不脱落.当Re=30时,粘性扩散作用更强,LEV非常弱,展向流动几乎消失,LEV仍不脱落.升力系数较其它Re下的值更小,阻力系数更大.果蝇悬停飞行中揭示出的非常高升力机制在前飞时仍然适用.即使在快速前飞时(前进比J=0.53-0.66),前缘涡也不脱落.熊蜂和鹰蛾前飞时前缘涡也始终不脱落,不失速机制也是其产生高升力的主要机制.对于果蝇,在低速飞行时(J=0.13)平衡重量的举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(J=0.27),举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(J=0.53),举力主要来自于下拍运动,主要由翅膀阻力贡献;推力既来自于下拍运动又来自上挥运动,下拍时主要由翅膀升力贡献,上挥时主要由翅膀阻力贡献.对于熊蜂和鹰蛾,在低速飞行时气动力随前飞速度的变化特性与果蝇的类似,中高速飞行时只是略有不同. |
影响因子：
学院机关
dc:title:昆虫的高升力机理及果蝇,熊蜂,鹰蛾前飞时的气动力和能耗
dc:creator:吴江浩
dc:date: publishDate:1753-01-01
dc:type:学位
dc:format: Media：北京航空航天大学
dc:identifier: LnterrelatedLiterature：北京航空航天大学.2004.
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dc: identifier:ISBN:
