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《南昌航空大学》 2010年
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微型扑翼飞行器的气动特性及其优化研究

周翔  
【摘要】: 微型飞行器(MAV)具有尺寸小、重量轻、隐蔽性好等特点,在军事和民用领域具有广泛而重要的应用价值。而模拟自然界生物飞行的微型扑翼飞行器充分利用了仿生学研究成果,具有更高的气动效率,是MAV的理想实现形式。为满足高性能MAV的研制需要,本文针对微型扑翼飞行器柔性扑翼空气动力学特性及其性能优化进行了研究,主要取得了以下成果: (1)在匀速刚性模型的基础上,提出了考虑扑翼柔性的气动模型,发展了气动力计算式,实现了柔性扑翼飞行器非定常涡格法的气动计算。 (2)研究了尾涡剔除对柔性扑翼模型的算法时间需求的影响,揭示了在剔除尾涡模型中一定距离外的尾涡后,可在保证气动计算精度基本不变的前提下,大大减少气动计算时间。 (3)将GPU引入扑翼飞行器的非定常涡格法并行性计算,揭示出采用GPU进行算法程序优化可使算法计算效率提高4倍。计算时间的极大缩短扩展了非定常涡格法的应用,使之可作为快速气动力估算工具应用于MDO的优化迭代中。 (4)旨在为微型扑翼飞行器选型和设计提供一定的依据,通过将非定常涡格法与最优化设计理论中的模式搜索法进行结合,对扑翼飞行器的翼面布局和扑动参数进行了初步优化研究,并结合已有理论对优化结果给出了初步解释。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V211.4

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