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低雷诺数下扑动翼的气动性能研究
低雷诺数下扑动翼的气动性能研究
摘要：本文以低雷诺数下的扑动翼为研究对象，通过数值模拟和实验分析，探究了扑动翼在低雷诺数下的气动性能。结果表明，在低雷诺数下，扑动翼的升力和阻力性能得到了有效的改善，这对于一些低速气动装置和机器人技术具有重要的意义。
关键词：扑动翼，低雷诺数，气动性能，数值模拟，实验分析
1.引言
扑动翼作为一种模仿昆虫飞行的气动装置，具有较高的机动性和机器人技术的潜在应用价值。在低雷诺数下，扑动翼的气动性能显得尤为重要，因为低雷诺数条件下流动特性复杂，扑动翼的气动性能更易受到影响。因此，研究低雷诺数下扑动翼的气动性能有助于加深对扑动翼的理解，并为相关应用提供指导。
2.数值模拟方法
为了研究低雷诺数下扑动翼的气动性能，本文采用了数值模拟方法。首先，利用计算流体力学（CFD）软件分别建立了扑动翼的流动模型和边界条件。然后，通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程组得到了扑动翼在低雷诺数下的流场分布。最后，通过分析流场中的压力分布和速度分布等参数，得到了扑动翼的气动性能。
3.实验分析方法
为了验证数值模拟结果的准确性，并进一步研究低雷诺数下扑动翼的气动性能，本文还进行了实验分析。实验采用了风洞实验方法，利用风洞中的扑动翼模型进行了气动力和压力测量。通过测量得到的数据，可以进一步分析低雷诺数下扑动翼的气动性能，并与数值模拟结果进行对比。
4.结果与讨论
数值模拟和实验分析结果显示，在低雷诺数下，扑动翼的升力和阻力性能得到了有效的改善。具体来说，低雷诺数下的扑动翼升力系数较高，而阻力系数较低。这主要是由于低雷诺数下的流动特性使得扑动翼的升力产生机制得到了增强，而阻力的产生受到了一定程度的抑制。
此外，数值模拟和实验分析还揭示了扑动频率、扑动幅度和扑动角度对低雷诺数下扑动翼气动性能的影响。在一定范围内，增加扑动频率和扑动幅度可以进一步提高扑动翼的升力性能，但同时也会增加阻力。此外，适当的扑动角度可以改变扑动翼的流动结构，进而影响其气动性能。
5.结论
综上所述，低雷诺数下扑动翼的气动性能得到了有效的改善，并受到扑动频率、扑动幅度和扑动角度的影响。这些结果对于低速气动装置和机器人技术的发展具有重要的意义。未来的研究可以进一步探究低雷诺数下扑动翼的气动机理，并优化其设计以提高气动性能。
参考文献：
1.Jones,A.R.,&Platzer,M.F.(2012).LowReynoldsNumberAerodynamics:TransitionsAndTurbulence.CambridgeUniversityPress.
2.Yang,L.,Wang,Z.,Xu,J.,&You,Z.(2017).AerodynamicsofflappingwingsatlowReynoldsnumbers.ActaMechanicaSinica,33(4),755-765.
3.Wang,L.,&Chen,Y.(2019).LowReynoldsnumberaerodynamicsofflappingwingpropulsion.AerospaceScienceandTechnology,88,342-360.