针对仿鸟扑翼飞行器升阻力系数随流速变化趋势问题,设计出了一种仿鸟扑翼飞行器机构来模仿鸟类的扑翼飞行。通过Fluent中动网格理论进行气动性能分析,分析在机翼参与上下扑动及俯仰运动期间,流场的速度与压力的变化及升阻力系数随流速的变化。仿真结果表明在机翼参与上下扑动及俯仰运动的过程中,在一定攻角及频率下,随着流速增加,平均升力系数先增加然后减小,平均阻力系数也是先增加然后减小,升阻力的变化为扑翼机构流速的选择提供了参考依据。

数值研究了直径变化对三圆柱绕流的影响。在上游布置一个直径在d/D 0.15~2.0范围变化的圆柱,再以并列形式布置两个直径为D的圆柱。用有限元法对不等直径三圆柱的二维绕流进行数值模拟,分别求出在不同直径比下的流场分布和各个圆柱的升、阻力系数以及Strouhal数。结果发现：在直径比的变化过程中,流场可分为五类;升、阻力系数和Strouhal数的变化都有一定规律。

参照典型鸽子翅翼的参数特征,构建鸽状翅翼模型并得出扑翅角度函数。而后借助Fluent软件,采用动网格技术,对扑翅过程中的流场状态进行数值计算,得到了翅翼扑动中的升力、阻力变化特点;基于仿真得到的升阻力系数曲线,分析扑翅运动过程中升阻力变化特征,并从不同角度展示并分析了翅翼扑扇过程中涡的动态过程。分析了升阻力系数随攻角的变化特性,并以实际鸟类飞行姿态为对比依据,证实仿真结果的合理性。

在现代的扑翼飞行器的设计和制作当中,动力学性能和气动力学性能是影响其飞行性能的重要指标。为了更好的研究扑翼飞行器的飞行性能,通过ADAMS运动学仿真,设计了6组不同杆长的实验以获得扑击幅度更大的扑翼及其角度、位置等动力学特性,并通过Fluent重叠网格的仿真,将MATLAB拟合的翼型模型导入其中以探究其升阻力特性,获得相关的气动力学性能与仿真结果,包括速度云图、压力云图以及扑击的速度和频率对升阻力系数的影响,最后目标是得到提高扑翼飞行性能和扑动幅度的方式。