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。

为研究仿鸟飞行器的气动性能,设计了一款新型仿鸟扑翼飞行器,利用Fluent中线弹性实体光顺法来分析周围气体对机翼的气动性能的影响。机翼上下扑动时,同时参与俯仰运动,内翼与外翼间也存在弯曲运动,周围流场的速度与压力都在变化,同时机翼的升、阻力系数随流场也在变化。仿真得到了机翼运动时,在一定流速、频率、定攻角范围内,升阻比、升力及阻力分别随流速、频率、攻角的变化规律。

针对仿鸟扑翼羽毛构型设计的问题,建立单个羽毛CFD模型及扑翼仿鸟羽毛型飞行器模型,研究羽毛构型与所能提供升力规律。首先基于羽毛形状建立羽毛简化模型,然后利用Fluent软件分析单根羽毛扑动过程中的气动规律及羽毛升阻力系数随羽毛弯角的变化。机翼上下扑动时,同时参与俯仰运动,内翼与外翼间也存在弯曲运动,机翼也会带动各部位羽毛参与相对应运动。仿真结果表明羽毛随机翼运动时,在一定流速下,升力及阻力分别随羽毛弯角变化。