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昆虫扑动对飞行尾涡影响的研究库

关于昆虫拍打飞行中尾流涡流对电梯的影响,存在一些有争议的主张。这是拍动空气动力学调查中的长期问题。
在本文中,我们将通过理论方法研究昆虫拍打中的尾流涡旋演化规律以及涡环互感应引起的升力。分析了尾流涡流对扑动飞行空气动力学的影响,并研究了整个尾流涡流过程的周期平均值。
理论模型预测的高程趋势结果与Birch和Dickinson的实验结果非常吻合[1]。
建立了由机翼表面上的涡流环(由连接到机翼的涡流和半涡流环组成)和尾流涡流系统组成的涡流昆虫模型
尾涡系统是使用Rayner[2]和Ellington[3]尾涡模型建模的。
使用离散涡旋方法(Rayner[2])通过运动学分析涡旋模型,并在尾流涡旋中获得涡旋环的演化规律。
在扑翼开始时,尾涡环被分离了,无法再使用了。
涡环系统的空气动力学分析是使用吴氏涡矩理论进行的[4]。
推导涡旋环在空间中以任何方式产生的空气动力。
涡流环在特定方向上的空气动力学分量与涡流环的循环速率和涡流环在该方向上的投影区域的时间变化率的乘积成比例。
当将该结论应用于昆虫涡模型时,扑翼的仰角与涡环的收缩和膨胀有关,并且可以获得每个局部涡度对仰角的影响。
尾流涡流使机翼表面的涡流环收缩,使上升幅度降低了约20%。这与由涡流环的涡流环引起的尾流涡流的运动引起的升力增加是一致的。翅膀
因此,涡流环之间的互感不会直接影响高度。
尾流涡流对周期性平均升力的影响是由于涡流附着在机翼平面上的速率降低,这是由于机翼平面中较低的感应清洁率所致。
推导了附加涡流力与叶片表面尾流涡流环的感应速度之间的关系,并给出了从建立到稳定过程的尾流涡流上升过程。
电梯首先下降,然后上升,然后在几个周期后稳定下来。
周期后半段的最低仰角值与Birch Dickinson[1]的实验结果非常吻合。从理论上讲,将解释第二个循环中的最小仰角现象。
在这一点上,尾流涡流中只有一个涡流环,该环非常靠近机翼平面并产生较高的清洁速度。
在下一个周期中,尾流中的涡流环数量增加,但是在感应速度场的作用下迅速向下移动,并且在机翼平面中的感应效应小于在后一个周期中的感应效应。的
使用图像方法模拟具有实心壁的流场,并获得具有镜面涡旋的涡旋矩的理论形式。
这样,研究了昆虫的身体和翅膀对涡流环运动和上升的影响。
结果表明,在考虑昆虫的身体和翅膀之后,海拔降低了。
身体的比例越高,与涡流环相关的高度就越低。


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