果蝇悬飞翅拍动力学问题的建模和数值求解

柯希俊; 张卫平; 蔡雪飞; 张正; 楼星梁; 陈文元

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.08.026

摘要

针对悬飞果蝇翅拍动力学问题,基于稳态气动力模型给出了改进的准稳态气动力矩模型,建立了两自由度的非线性翅拍动力学方程,通过假设翅拍运动和翅膀扭转运动可以解耦计算.基于改进的准稳态气动力模型,采用常规常微分方程数值求解算法和边界值数值求解算法分别对已知翅运动的其中一个自由度的翅膀拍打力学方程和翅膀扭转动力学方程进行了求解.数值结果表明,理论预测获得的翅膀运动学模式和实验测试获得的稳态翅拍运动模式有较好一致性.

关键词： 改进的准稳态气动力模型, 悬飞翅拍动力学, 稳态翅拍运动模式, 仿昆扑翼微飞行器

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柯希俊 , 张卫平 , 蔡雪飞 , 张正 , 楼星梁 , 陈文元 . 果蝇悬飞翅拍动力学问题的建模和数值求解[J]. 上海交通大学学报, 2016 , 50(8) : 1307 -1315 . DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.08.026

Abstract

针对悬飞果蝇翅拍动力学问题,基于稳态气动力模型给出了改进的准稳态气动力矩模型,建立了两自由度的非线性翅拍动力学方程,通过假设翅拍运动和翅膀扭转运动可以解耦计算.基于改进的准稳态气动力模型,采用常规常微分方程数值求解算法和边界值数值求解算法分别对已知翅运动的其中一个自由度的翅膀拍打力学方程和翅膀扭转动力学方程进行了求解.数值结果表明,理论预测获得的翅膀运动学模式和实验测试获得的稳态翅拍运动模式有较好一致性.

Key words： 改进的准稳态气动力模型, 悬飞翅拍动力学, 稳态翅拍运动模式, 仿昆扑翼微飞行器

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