自然界中很多飞鸟采用扑翼飞行方式。利用二维平板模拟翅膀扑动运动,研究厚度对平板气动性能的影响。在给定的雷诺数Re、斯特劳哈数St和运动形式下,分析平板与涡的相互作用。研究发现,厚度的改变影响了涡脱落的时间以及脱落涡的强度。在一定厚度变化范围内,平板升力系数和推力系数幅值随厚度的增加而降低。

以所研制的两自由度扑翼飞行器为研究对象,将飞行器扑动角和扭转角变化曲线拟合后写入用户自定义功能(UDF)程序耦合到Fluent流体求解器中,分析扑翼运动时产生的平均升力系数、推力系数和能量系数,并将分析结果与单自由度扑翼飞行器进行对比。结果表明:两自由度扑翼的平均升力系数比单自由度扑翼提高了1.88倍,平均推力系数提高了1.75倍。同时,两自由度扑翼平均能量系数降低了27.5%,具有更好的举升效率和推进效率,说明所设计的两自由度扑翼飞行器能产生足够飞行的升力,比传统的单自由度扑翼飞行器具有更好的气动性能。