[发明专利]一种仿生扑翼飞行器柔性扑翼气动特性分析方法、计算机设备及存储介质

权利要求书

1.一种仿生扑翼飞行器柔性扑翼气动特性分析方法，其特征在于，以双段翼结构的扑翼飞行器作为研究对象，与机身直接相连的扑翼称为次级扑翼(1)，非直接相连段为初级扑翼(2)，包括以下步骤：

S1、设计扑翼的运动规律：

建立扑动过程中的扑翼扑动规律，得到扑动过程中当前时刻初级扑翼(2)的扑动角；

建立扑动过程中扑翼扭转规律，得到扑动过程中当前时刻初级扑翼(2)的扭转角；

S2、计算扑翼运动产生的空气动力：

根据面元相对于来流的风速及空气动力系数得到某时刻扑翼以此状态运动产生的空气动力；

将各面元上的空气动力向扑翼坐标系转换，得到平行于扑翼坐标系方向的升力和沿着扑翼坐标系方向的推力，通过对扑翼平面上各面元的积分得到整个扑翼平面运动产生的升力和推力；

S3：利用升力和推力计算扑翼在空气动力作用下的柔性变形特征；

S4：利用柔性变形特征对初级扑翼(2)的扑动角和扭转角进行修正，从而计算出考虑扑翼柔性变形效果的空气动力特性。

2.根据权利要求1所述的一种仿生扑翼飞行器柔性扑翼气动特性分析方法，其特征在于，S1中，扑动过程包括上扑和下扑，建立下扑过程中扑翼扑动规律，得到下扑过程中当前时刻次级扑翼(1)的扑动角度和当前时刻初级扑翼(2)的扑动角度；具体为：

下扑过程中，当前时刻次级扑翼(1)的扑动角度为：

β_s＝β_si-A_βs+A_βs cos(2πf_dT)；

当前时刻初级扑翼(2)的扑动角度为：

β_p＝β_s+β_pi

其中，β_s为当前时刻次级扑翼(1)的扑动角度；β_si为次级扑翼(1)的初始扑动角度；A_βs为次级扑翼(1)的扑动幅值；β_p为当前时刻初级扑翼(2)的扑动角度；β_pi为初级扑翼(2)的初始扑动角度；f_d为下扑过程的扑动频率；T表示当前时刻在单个扑动周期中所对应的时刻。

3.根据权利要求1所述的一种仿生扑翼飞行器柔性扑翼气动特性分析方法，其特征在于，S1中，扑动过程包括上扑和下扑，建立下扑过程中扑翼扭转规律，得到下扑过程中当前时刻初级扑翼(2)的扭转角和当前时刻次级扑翼(1)的扭转角；具体为：

下扑过程中，当前时刻次级扑翼(1)的扭转角为θ_s，当前时刻初级扑翼(2)的扭转角为θ_p，改变扭转角的时刻为e_p；

当0≤T≤e_p时，其计算公式为：

当时，其计算公式为：

θ_s＝θ_sd；

θ_p＝θ_pd；

当时，其计算公式为：

其中，

其中，θ_sd为下扑阶段次级扑翼(1)的扭转角幅度；θ_su为上扑阶段次级扑翼(1)的扭转角幅度；θ_pd为下扑阶段初级扑翼(2)的扭转角幅度；θ_pu为上扑阶段初级扑翼(2)的扭转角幅度；T表示当前时刻在单个扑动周期中所对应的时刻。