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国家自然科学基金(10472008)

作品数:5 被引量:58H指数:4
相关作者:孙茂黄华熊燕王济康吴江浩更多>>
相关机构:北京航空航天大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金更多>>
相关领域:航空宇航科学技术生物学更多>>

文献类型

  • 5篇中文期刊文章

领域

  • 4篇航空宇航科学...
  • 1篇生物学

主题

  • 3篇飞行
  • 2篇悬停
  • 2篇悬停飞行
  • 2篇微型飞行器
  • 2篇蜜蜂
  • 2篇仿生力学
  • 2篇飞行器
  • 2篇N-S方程
  • 1篇动力特性
  • 1篇动力学
  • 1篇动态稳定
  • 1篇动态稳定性
  • 1篇动稳定
  • 1篇动稳定性
  • 1篇悬停飞行控制
  • 1篇数值解
  • 1篇气动
  • 1篇气动力
  • 1篇气动力特性
  • 1篇褶皱

机构

  • 3篇北京航空航天...

作者

  • 3篇孙茂
  • 1篇吴江浩
  • 1篇熊燕
  • 1篇王济康
  • 1篇黄华

传媒

  • 2篇航空学报
  • 2篇Acta M...
  • 1篇北京航空航天...

年份

  • 2篇2007
  • 1篇2006
  • 2篇2005
5 条 记 录,以下是 1-5
排序方式:
微型飞行器的仿生力学——蜜蜂悬停飞行的动稳定性研究被引量:8
2005年
研究蜜蜂悬停飞行的纵向动稳定性问题。用数值求解NS方程的方法计算拍动翅及身体的气动导数;用特征模态分析方法求解运动方程。蜜蜂悬停飞行的纵向扰动运动由3个特征模态构成:不稳定振荡模态、快衰减模态、慢衰减模态。不稳定振荡模态主要为俯仰与水平方向的振荡运动;向前运动伴随上仰运动,向后运动伴随下俯运动,这种水平运动与俯仰运动的耦合产生的与转动方向同向的力矩,是不稳定的原因。快衰减模态主要为单调下俯和向前(或上仰和向后)运动。慢衰减运动主要为下沉(或上升)运动。由于不稳定振荡模态的存在,蜜蜂的悬停飞行是动不稳定的,扰动增长的倍幅时间(0.11s)是拍动周期(5.1ms)的22倍,这对蜜蜂来说是较慢的。这里的结果也许可解释蜜蜂为何悬停得很平稳,同时机动性也很好:扰动增长慢,易于调整翅的运动以抑制之(昆虫可在远小于拍动周期的时间内调整其翅膀的运动);而稳定性弱或不稳定为高机动性提供了基础。
孙茂熊燕
关键词:仿生力学蜜蜂悬停动稳定性N-S方程数值解
Dynamic flight stability of hovering insects被引量:26
2007年
有 flapping 翅膀的一只昆虫的运动的方程被发源然后简化假设到使用“僵硬身体”的飞的身体的。根据运动的简化方程,四只昆虫的纵的动态飞行稳定性(徘回苍蝇,鹤苍蝇,雄蜂苍蝇和天蛾科之蛾)在徘回,飞行被学习(从 26~157 Hz 从 11~1,648 mg 和翅膀敲击频率 的昆虫的团)。计算液体动力学的方法被用来计算空气动力学的衍生物和特征值的技术,特徵向量分析被用来解决运动的方程。“僵硬身体”的有效性假设被测试并且在尺寸和翅膀 kinematics 的差别怎么影响“僵硬身体”的适用性假设被调查。主要调查结果是:( 1 )为在礼品考虑的昆虫,有相对高的翅膀的学习和那些打败了频率(徘回苍蝇,雄蜂苍蝇和土蜂),“假设是的僵硬身体”合理,并且为那些与相对低的翅膀敲击频率(鹤苍蝇和 howkmoth ),“僵硬身体”的适用性假设是可疑的。(2 ) 运动的三个自然模式最近为一只土蜂作为那些报导了的一样被识别,即,一个不稳定的摆动的模式,一个稳定的快沉淀模式和一个马厩减缓沉淀模式。(3 ) 特征值的近似分析表情,给物理卓见进运动的自然模式的开始,被导出。表情识别速度衍生物 M u (由统一水平速度生产的投球的时刻)作为不稳定的摆动的模式和稳定的快沉淀模式和 Z w (由统一垂直速度生产的垂直力量)作为主要来源稳定的慢沉淀模式。
Mao Sun Jikang Wang Yan Xiong
关键词:昆虫动力学动态稳定性
微型飞行器的仿生力学——蝴蝶飞行的气动力特性被引量:11
2006年
研究一种蝴蝶(Morpho peleides)前飞时的气动力特性.在运动重叠网格上数值求解Navier-Stokes方程,对蝴蝶前飞时左、右翅膀的拍动运动以及跟随身体一起的俯仰运动进行计算.结果表明:蝴蝶主要用“阻力原理”作拍动飞行,即平衡身体重量的举力和克服身体阻力的推力均主要由翅膀的阻力提供.蝴蝶翅在下拍中产生很大的瞬态阻力(平行于拍动运动的力),对流动结构分析表明,产生此力的机制如下:每次下拍中产生了一个由前缘涡,翅端涡及起动涡构成的强“涡环”,其包含一个沿拍动方向的射流,产生此射流的反作用力即翅膀的阻力.平衡身体重量的举力主要由翅膀下拍中产生的阻力提供.上拍时(由于身体上仰,上拍实际是向后和向上拍动的),翅也产生阻力,但较下拍时小的多.平衡身体阻力的推力主要由翅膀上拍中产生的阻力提供.
孙茂黄华
关键词:蝴蝶气动力
蜜蜂悬停飞行控制的仿生力学研究被引量:2
2007年
研究蜜蜂悬停飞行的控制问题。用数值求解N-S方程的方法计算拍动翅体的控制导数;用特征模态分析方法分析控制特性。文中δu,δw,δq和δθ分别为水平方向速度,垂直方向速度,俯仰角速度和俯仰角度的扰动量;δΦ和δ分别为拍动幅度和拍动平均角增量;δα1表示上、下拍迎角同时增加的增量;δα2表示下拍迎角增加(或减小)而上拍迎角减小(或增加)的增量。获得以下结果:(1)悬停飞行时,改变Φ和α1主要产生垂直力的变化;改变主要产生俯仰力矩的变化;改变α2主要产生水平力及俯仰力矩的变化。(2)蜜蜂悬停飞行的纵向扰动运动由3个特征模态构成:不稳定振荡模态,快衰减模态和慢衰减模态;为实现稳定的悬停飞行,不稳定振荡模态和慢衰减模态需要控制。为控制不稳定振荡模态,以δ(或δα2)反馈δu,δq和δθ这3个量的某种组合便可;为控制慢衰减模态,以δΦ(或δα1)反馈δw便可。这就是说,该昆虫只需用控制变量δΦ和δ(或δΦ和δα2,δα1和δ,δα1和δα2),便可稳定地悬停(当然也可4个控制变量都用)。
吴江浩王济康孙茂
关键词:模态分析N-S方程蜜蜂悬停
The effects of corrugation and wing planform on the aerodynamic force production of sweeping model insect wings被引量:12
2005年
The effects of corrugation and wing planform (shape and aspect ratio) on the aerodynamic force production of model insect wings in sweeping (rotating after an initial start) motion at Reynolds number 200 and 3500 at angle of attack 40° are investigated, using the method of computational fluid dynamics. A representative wing corrugation is considered. Wing-shape and aspect ratio (AR) of ten representative insect wings are considered; they are the wings of fruit fly, cranefly, dronefly, hoverfly, ladybird, bumblebee, honeybee, lacewing (forewing), hawkmoth and dragonfly (forewing), respectively (AR of these wings varies greatly,from 2.84 to 5.45). The following facts are shown.(1) The corrugated and flat-plate wings produce approximately the same aerodynamic forces. This is because for a sweeping wing at large angle of attack, the length scale of the corrugation is much smaller than the size of the separated flow region or the size of the leading edge vortex (LEV). (2) The variation in wing shape can have considerable effects on the aerodynamic force; but it has only minor effects on the force coefficients when the velocity at r2 (the radius of the second moment of wing area) is used as the reference velocity; i.e.the force coefficients are almost unaffected by the variation in wing shape. (3) The effects of AR are remarkably small:when AR increases from 2.8 to 5.5, the force coefficients vary only slightly; flowfield results show that when AR is relatively large, the part of the LEV on the outer part of the wings sheds during the sweeping motion. As AR is increased, on one hand,the force coefficients will be increased due to the reduction of 3-dimensional flow effects; on the other hand, they will be decreased due to the shedding of pan of the LEV; these two effects approximately cancel each other, resulting in only minor change of the force coefficients.
Guoyu Luo Mao Sun
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