[发明专利]一种基于二维平面悬停扑翼气动特性分析方法

摘要

本发明提供一种基于二维平面悬停扑翼气动特性分析方法，所述气动特性分析方法包括如下步骤：步骤1，研究方案的确定；步骤2，二维翼型的建模：选取低速翼型系列中的一标准翼型；步骤3，用户自定义函数UDF的设置：在步骤2的基础上，根据初选扑翼相位角和初选扑翼频率，采用控制变量法编译出多组不同的UDF函数；步骤4，升力系数和阻力系数的计算；步骤5，计算均值以及数值模拟结果分析；本发明提供的二维平面悬停扑翼气动特性分析方法可以模拟真实高频振动的生物薄翼在悬停时的气动特性；通过数值计算分析出平均升阻系数与频率和相位角的关系，从而优选出最合适的扑翼频率和相位角；对目前仿生扑翼飞行器的设计有着不可言表的意义。

主权项

1.一种基于二维平面悬停扑翼气动特性分析方法，其特征在于，所述气动特性分析方法包括如下步骤：步骤1，研究方案的确定：建立扑翼运动二维简化模型及运动方程，并利用FLUENT软件、用户自定义函数UDF和动网格技术，分析二维翼型在不同扑翼频率、不同相位角下的平均升力和阻力系数；步骤2，二维翼型的建模：选取低速翼型系列中的一标准翼型，在Gambit中先建立翼型剖面，并确定翼型的上下边界，划分出三角形网格，设置好边界条件；步骤3，用户自定义函数UDF的设置：在步骤2的基础上，初选扑翼相位角和初选扑翼频率，采用控制变量法编译出多组不同的UDF函数；步骤4，升力系数和阻力系数的计算：将步骤2中所建立的二维翼型模型和步骤3中所编译的UDF函数导入FLUENT中，并定义基本求解器、设置动区域、设置升阻系数监测器以及无量纲化后，进行迭代计算；步骤5，计算均值以及数值模拟结果分析：将步骤4中所得的计算数值导入MATLAB中，选取二维扑翼一个周期的运动数据，键入命令语句得出平均升阻系数与扑翼频率和扑翼相位角的关系图像。