仿生扑翼运动的非定常流体力学

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 仿生扑翼运动研究现状 1
1.1.1 仿生扑翼的个体推进 2
1.1.2 仿生扑翼的集群运动 3
1.1.3 仿生扑翼能量采集系统的基本特性 6
1.2 数值模拟方法 8
1.2.1 气体动理学算法 9
1.2.2 浸入边界法 16
参考文献 19
第2章 扑翼的悬停和前飞运动 25
2.1 近壁悬停下弹性尾梢的影响 25
2.1.1 转轴与壁面距离的影响 27
2.1.2 尾梢质量的影响 28
2.1.3 尾梢柔度的影响 29
2.2 悬停状态下合成射流的影响 31
2.2.1 射流倾斜角度的影响 33
2.2.2 射流相位差的影响 36
2.2.3 射流位置的影响 37
2.2.4 合成射流的作用机理 38
2.3 前飞状态下运动轨迹的影响 42
2.3.1 俯仰幅值和俯仰轴位置的影响 45
2.3.2 横向运动对平均推力的影响 48
2.3.3 横向运动对推进效率的影响 49
2.3.4 横向运动的作用机理 50
2.4 前飞状态下合成射流的影响 55
2.4.1 射流倾斜角度的影响 56
2.4.2 射流相位差的影响 59
2.4.3 射流位置的影响 62
2.4.4 合成射流的作用机理 63
参考文献 67
第3章 扑翼自主推进运动 70
3.1 单自由度扑翼自主推进运动 70
3.1.1 沉浮运动和俯仰运动的比较 72
3.1.2 沉浮俯仰组合运动 77
3.1.3 雷诺数的影响 83
3.1.4 沉浮与俯仰运动相位差的影响 85
3.1.5 俯仰轴位置的影响 88
3.2 多自由度扑翼自主推进运动 90
3.2.1 拍动频率和幅值的影响 92
3.2.2 推进效能的标度律 96
3.2.3 扑翼质量和厚度的影响 99
参考文献 103
第4章 多扑翼自主推进的集群特性 106
4.1 串列双扑翼的集群运动 106
4.1.1 双扑翼集群运动的模式 108
4.1.2 快速模式中的集群推进 112
4.1.3 慢速模式中的集群推进 119
4.2 并列双扑翼的集群运动 122
4.2.1 同步运动双扑翼的集群运动 124
4.2.2 异步运动双扑翼的集群运动 132
4.2.3 双扑翼的非定常流动控制机理 136
4.3 串列多扑翼的集群运动 139
4.3.1 多扑翼集群的队形类型 140
4.3.2 密集队形的推进效能 143
4.3.3 稀疏队形的推进效能 148
参考文献 153
第5章 扑翼能量采集系统 157
5.1 阵风中的扑翼能量采集 157
5.1.1 阵风强度对扑翼能量采集的影响 161
5.1.2 阵风相位差对扑翼能量采集的影响 166
5.2 壁面效应对扑翼能量采集的影响 177
5.2.1 壁面距离的影响 179
5.2.2 壁面效应的作用机理 182
5.3 弹性尾梢对扑翼能量采集的影响 185
5.3.1 运动频率的影响 186
5.3.2 尾梢质量的影响 188
5.3.3 尾梢柔度的影响 191
5.3.4 弹性尾梢的作用机理 193
5.4 横向运动对扑翼能量采集的影响 196
5.4.1 横向运动参数的影响 197
5.4.2 横向运动的作用机理 200
5.5 合成射流对扑翼能量采集的影响 202
5.5.1 射流参数的影响 203
5.5.2 合成射流的作用机理 207
参考文献 208
第6章 多扑翼集群的能量采集系统 211
6.1 串列双扑翼的能量采集系统 211
6.1.1 运动频率的影响 213
6.1.2 双扑翼间距的影响 216
6.1.3 双扑翼运动相位差的影响 219
6.1.4 双翼提升能量采集效率的作用机理 221
6.2 并列三扑翼的能量采集系统 228
6.2.1 辅助翼间距的影响 229
6.2.2 运动频率的影响 232
6.2.3 运动相位差的影响 235
6.2.4 三翼提升能量采集效率的作用机理 237
参考文献 243