微型旋翼飛行體自適應氣動外形抗擾動特性研究.pdf

1、鑒于微型飛行器小尺寸、低質(zhì)量、小慣性、低雷諾數(shù)、低速飛行等特點,陣風或是復雜氣流對飛行穩(wěn)定性影響較為突出,而目前可以作為借鑒或參考的抗擾動計算方法和理論體系尚不完善。本文在對微型飛行器抗擾動氣動布局以及自適應氣動特性研究的基礎上,提出了一種具有柔性氣動布局的微型旋翼飛行體試驗模型,分別從數(shù)值模擬、可視化測試、理論構(gòu)建等方面對微型飛行體自適應氣動外形抗氣流擾動特性進行了研究與實現(xiàn),為今后具有柔性氣動布局的微型旋翼飛行體設計奠定理論基礎。主

2、要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:
　　基于多物理場信息傳遞和流固耦合作用的有限元數(shù)值模擬方法,完成了具有相同氣動布局參數(shù)的柔性氣動外形和剛性氣動外形的對比性試驗,分別對繞流流場分布、自適應變形以及氣動力參數(shù)等方面進行試驗觀察與對比,結(jié)果顯示具有柔性氣動布局的微型旋翼飛行體表現(xiàn)出較好的氣動特性。引入拉格朗日運動方程對具有柔性氣動布局的微型旋翼飛行體穩(wěn)定性進行分析和評價,完成多因素正交試驗設計,確定影響穩(wěn)定性關(guān)鍵因素以及柔性氣動外形的最優(yōu)化布

3、局,為下一步試驗樣機的構(gòu)建提供設計依據(jù)。
　　構(gòu)建了具有柔性氣動布局的微型旋翼飛行體試驗樣機和氣流擾動仿真測試實驗系統(tǒng),提出不依賴高幀頻影像設備的基于頻閃成像原理的微型旋翼飛行體柔性氣動外形三維可視化視覺檢測方法。提取基于尺度不變性和旋轉(zhuǎn)不變性的表面紋理特征實現(xiàn)柔性氣動外形空間運動信息的提取,采用三角形控制網(wǎng)格細分算法實現(xiàn)柔性氣動外形的三維可視化呈現(xiàn),在測試系統(tǒng)誤差分析基礎上給出了相應的解決方案。完成了微型旋翼飛行體柔性氣動外形的