导读:本文包含了扑翼运动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:扑翼,扭转耦合,飞行器,空间连杆机构
扑翼运动论文文献综述
姜森,郝永平,李伦,郭梦辉[1]（2019）在《基于空间连杆机构实现“8”字形运动的扑翼机的设计》一文中研究指出通过观察鸟类飞行时翅膀的运动轨迹,并基于空间连杆机构的理论,设计了一种可实现翅膀两个自由度运动的扑翼机构,通过两个空间连杆机构的相互配合,使翼尖处成功实现了空间"8"字形的运动轨迹,并可以改变扭转角而实现改变攻角的值,为之后仿生扑翼飞行器的设计提供了宝贵的经验。(本文来源于《机床与液压》期刊2019年13期）
屠凯[2]（2019）在《刚柔耦合空间扑翼驱动机构运动特性与气动特性研究》一文中研究指出飞行生物以其小尺寸、长航程、高效、高机动性的特点,成为微型飞行器研制工作者们争相模仿的对象。飞行生物的飞行姿态富于变化,扑翼运动精巧而复杂,仿生设计重点在于模仿其扑翼运动。作为扑翼运动的核心部分,扑翼驱动机构在仿生扑翼飞行器研制中显得尤为重要。本文以单曲柄双摇杆扑翼驱动机构为基础,针对其左右翅翼运动不对称的问题,提出了刚柔耦合平面扑翼驱动机构,并根据分析结果提出了改进方案:刚柔耦合空间扑翼驱动机构。对该机构进行了无气动力影响的运动特性分析,扑动-扭转-挥摆耦合运动的气动特性分析,提出了扑翼运动-气动特性的耦合迭代分析方法,验证了机构的运动特性与气动特性满足总体方案设计要求。论文的主要研究工作与结论如下:1、针对目前扑翼驱动机构普遍存在的翅翼运动不对称,仿生程度不高等问题,提出设计要求,以单曲柄双摇杆驱动机构为基础,设计了刚柔耦合平面扑翼驱动机构。2、建立了刚柔耦合平面扑翼驱动机构的虚拟样机模型,简要分析了翅翼的运动特性;根据分析结果与设计要求,提出了改进方案:刚柔耦合空间扑翼驱动机构,能够用轻巧的机构实现复杂的空间耦合运动3、分析了刚柔耦合空间扑翼驱动机构的左右翅翼各角度变化,翅翼运动姿态与翼尖轨迹,柔性杆结构强度;从结论中可以得出机构具有稳定的周期性运动,左右翅翼具有对称性,翼尖轨迹逼近飞行生物的“8”字型轨迹,仿生程度高。根据经验公式估算了气动力,分别分析了有无气动载荷情况下翅翼的翼尖轨迹,发现气动力与翅翼运动相互影响。4、运用Fluent,编译UDF函数,通过动网格技术,建立了扑动-扭转-挥摆叁角耦合运动轨迹下的翅翼气动特性分析模型。通过网格密度无关性,时间步长无关性,对比验证叁种方法证明了分析方法的正确性与有效性,进而分析了翅翼表面的涡流变化,与升阻力系数变化。5、通过MATLAB实现了Adams与Fluent的数据交换,提出了扑翼运动-气动特性的耦合迭代分析方法,分析了在气动力影响下的翅翼运动特性与气动特性,验证了刚柔耦合空间扑翼驱动机构能够满足设计要求。(本文来源于《武汉科技大学》期刊2019-05-01）
郑云隆,屈秋林,徐连超,刘沛清[3]（2018）在《蜻蜓在悬停状态下二维双扑翼运动地面效应影响的数值研究》一文中研究指出蜻蜓飞行是昆虫最古老和最原始的飞行形式之一,能快速起动、均衡前飞、长时间悬停和机动飞行,被认为是传统飞行原理和低雷诺数非定常机理的最佳结合体。其有两对翅膀可以独立拍动,可通过调整前后翼的相位差来控制气动力和能耗,目前这种原始的飞行方式已经成为研究的焦点。在自然飞行环境中,蜻蜓经常栖息于或掠过一些物体,例如起飞着陆、"蜻蜓点水"等,此时地面效应将对其飞行性能产生显着影响。研究相关的气动特性有助于仿生飞行器的稳定性设计。本文采用有限体积法数值求解非定常不可压缩层流Navier-Stokes方程对简化的二维蜻蜓翅膀扑动运动进行数值模拟。首先,基于CFD数值模拟结果,提出了一种全新的分析方法,建立起流场与气动力间的对应关系。其次,使用该方法探究在无界流场中相位差对流场结构及整体气动性能的影响规律。最后,在地面效应工况下分析地面对流场及气动性能的影响规律,同时关注相位差和地面效应两者间是否存在耦合关系。(本文来源于《第十届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2018-10-25）
黄永斌[4]（2018）在《扑翼飞行的运动分析与仿真设计》一文中研究指出本论文主要研究昆虫扑翼飞行的观察与运动参数重建、昆虫悬停飞行的稳定性分析,以及PIV实验扑翼系统设计问题,旨在改进现有的昆虫壳体重建与姿态估计算法,给出变扑动频率的主动控制下昆虫悬停问题的分析方法,设计多自由度、能够实现精细化动作调节的PIV实验扑翼系统。针对昆虫壳体重建与姿态估计问题,本论文在昆虫全身为刚体、且身体截面为椭圆的假设下,基于椭圆半径曲线、身体中心线与翅膀轮廓线,对昆虫叁维壳体进行了重建,并提出了先由昆虫飞行图像得到叁维体素粗糙集合,估计位姿以作为初始状态,然后利用叁维壳体投影进行匹配、精细搜索的位姿估计方法。对于昆虫飞行稳定性问题,本文应用准定常模型和叶素法重新建立了昆虫悬停飞行的空气动力学分析方法,在将原始的随时间变化的动力学系统,转换为随扑动角度变化的动力学系统后,应用平均理论得到了周期内的平均动力和力矩,根据小扰动理论得到了昆虫悬停状态下的扰动方程,并描述了基于Routh-Hurwitz稳定性判据的稳定性分析方法。对扑翼系统设计问题,本论文根据真实环境与实验环境要保持雷诺数和斯特劳哈数一致的原则,分析了用于PIV实验的仿真扑翼系统的设计准则,并分别阐述了仿蜜蜂扑翼机构和仿蜻蜓扑翼机构的设计思路,分析了扑翼机构的传动关系,引入了扑翼系统的控制系统。基于以上方法,本论文利用花蝇飞行数据集对昆虫壳体重建和姿态估计算法进行了实验验证,给出了壳体重建结果,估计得到了花蝇悬停飞行时的扑动角度变化曲线,发现在花蝇昆虫坐标系下,拍打角和摆动角有着相似的变化规律,证明了本章算法的有效性。针对稳定性问题,论文给出了一种仿蜂鸟扑翼机构设计方案,利用蜂鸟运动学与动力学参数分析了其纵向动力学系统在线性控制器下的稳定性,给出了控制器增益选择的稳定性区域。针对第叁个问题,论文得到了扑翼机构尺寸大小和扑动频率之间应当满足的关系,提出了两种扑翼机构设计方案,给出了具体设计参数和其控制系统选型。本文的创新之处主要在于改进了昆虫姿态估计的方法,能够精细化估计昆虫飞行姿态;在昆虫飞行动力学系统变换的基础上,提出了针对变频率扑动控制悬停飞行的稳定性分析方法;设计了两种新型扑翼机构等。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-07-02）
孙宇[5]（2018）在《翅翼运动方式及几何特征对扑翼气动特性影响的研究》一文中研究指出微型扑翼飞行器(简称“FWMAV”)是一种基于仿生学的模仿昆虫或者鸟类飞行的新概念飞行器,同固定翼飞行器和旋翼飞行器相比,它可以通过模仿昆虫和鸟类的飞行模式来克服常规飞行器在小尺度、低雷诺数下的气动局限,仅用一副扑翼就能同时产生升力和推力,集升降、前飞和悬停功能于一体,通过调整扑翼运动中的扑动参数就可以灵活的改变飞行状态,具有很强的机动性能和较高的飞行效率,更适用于执行低空侦查、通信中继等军事任务,具有很大的发展前景和研究价值。扑翼气动机理是研制微型扑翼飞行器的理论基础,现阶段关于扑翼气动机理的研究虽已取得一些成就,但仍需不断的发展和完善。本文选取昆虫为仿生研究对象,采用计算流体力学方法分别数值研究翅翼的运动方式和几何特征对扑翼气动特性的影响并通过扑翼实验对数值研究的结论进行验证。本文的主要工作及贡献如下:1、分析并比较了不同种类昆虫翅翼运动方式和几何特征的差异,运用新兴的计算流体力学方法—格子Boltzmann方法建立扑翼数值计算模型,并对该方法进行了算例验证。2、通过依次增加扑翼运动的自由度,系统研究了翅翼运动方式对气动力影响的变化规律。结果表明:单纯的上下扑动(一个运动自由度)产生的周期平均升力基本为0;带有扑动和扭转的对称的“8”字形扑动(两个运动自由度)产生的产生周期平均气动力同“8”字形的倾斜程度有关,倾斜角度增加,周期平均升力减小,周期平均推力增大,在倾斜“8”字形扑动方式下,适当调整倾斜角度和扭转幅度的大小,可产生不同的气动力效果;增加了扫掠运动的不规则“8”字形扑动(叁个运动自由度)可适当增加周期平均推力但会减少周期平均升力。3、人工构建了面积及展长相同但平面形状不同的模型翅组和褶皱形状及褶皱幅度不同的褶皱结构,深入研究了悬停状态下翅翼几何特征中平面形状的面积分布和截面褶皱结构对扑翼气动力影响的作用机制,分析了翼面压力云图及流场结构的变化。结果表明:具有相同面积和展长的模型翅在翅尖附近面积分布的越多,扑翼产生的周期平均气动力越大,而截面褶皱结构对扑翼气动力影响很小。4、通过单自由度扑翼装置进行扑翼实验验证了数值研究中翅翼平面形状的面积分布对于扑翼气动力影响的作用机制,表明了数值计算的准确性。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
李杰,李道春[6]（2018）在《扑翼及扑动参数对扑旋翼飞行器横侧向运动的影响》一文中研究指出本文采用多体动力学建模方法,建立扑旋翼飞行器飞行动力学模型,仿真研究了不同质心位置和扑动频率对飞行器横侧向运动的影响。结果表明,质心位置越靠近扑翼前缘、扑动频率越低,横侧向运动的振荡幅度越小、振荡越平缓。(本文来源于《北京力学会第二十四届学术年会会议论文集》期刊2018-01-21）
王朋远[7]（2017）在《微型扑翼飞行器扑翼运动规律与控制技术研究》一文中研究指出微型扑翼飞行器是一种仿鸟类的飞行器,其相比于固定翼飞行器和旋翼飞行器具有独特的优点,并且在军用和民用领域都具有非常广阔的应用前景,因此微型扑翼飞行器已经成为国际各大机构的研究热点之一。本文主要对微型扑翼飞行器扑翼的运动模型和控制系统进行了研究,主要研究内容如下:首先,参考固定翼飞机的坐标系理论,定义了微型扑翼飞行器飞行时的坐标系统,建立了飞行时的运动参数和坐标系之间的关系。并根据欧拉旋转定理,推导出了惯性、机体和机翼坐标系之间的变换矩阵。其次,研究了微型扑翼飞行器扑翼的运动形式,设计出了刚性和柔性两种扑翼模型,并对这两种扑翼模型的气动力进行了分析和计算,并分析了迎角、扑动倾角、转动时间比等参数对扑翼的气动力的影响。比较了这两个模型的特点,结果表明刚性扑翼模型具有平飞和驻飞两种飞行方式,两种飞行方式的结合可以极大的提高飞行器的机动性,而柔性扑翼模型由于自身的柔性变形能极大的提高飞行器的气动性能。对两种扑翼模型在惯性坐标系下的气动力和气动力矩进行了分析,确定了影响飞行器位置和姿态的参数,并推导出了微型扑翼飞行器运动的总微分方程。最后,根据推导出的微型扑翼飞行器总微分方程,提出了分层控制的方法,将微型扑翼飞行器的控制系统分为叁个相对独立的控制层:轨迹规划控制层、位置控制层和姿态控制层,重点研究了位置控制层和姿态控制层控制系统的设计。确定了以一个周期内的平均气动力和气动力矩代替瞬时气动力和气动力矩的控制方法,针对两种扑翼模型,提出了与之相适应的控制方法,并探讨了神经网络控制和切换控制在驻飞飞行姿态控制中的应用,最后采用MATLAB工具对控制系统进行了仿真分析。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
黄峰[8]（2016）在《基于两自由度扑翼运动的非定常气动力模拟与分析》一文中研究指出自然界中,数百万种昆虫、上万种的鸟类和蝙蝠能够在空中自由地飞翔,这些飞行生物在生物种群中占有绝大部分的份额。自古以来,人们就梦想着在天空翱翔,对鸟在滑翔状态的研究使人们研制出固定翼飞机上了天。经过不断探索与发展,人类发明的飞行器种类繁多,其载重和飞行速度远远超过了自然界的飞行生物,但在机动性、效率等方面却远不及飞行生物。常见的扑翼飞行是一种低速的非定常飞行,属于低速不可压非定常黏性流场范畴,分析这一类流场中的各个物(本文来源于《江苏航空》期刊2016年03期）
黄峰[9]（2016）在《扑翼运动的非定常气动力的模拟与分析》一文中研究指出扑翼飞行是自然界飞行生物普遍采用的飞行模式,与固定翼和旋翼飞行模式相比,扑翼飞行仅依靠翼面的扑动即可同时产生升力和推力,具有飞行效率高,机动性好,结构紧凑的优点。扑翼飞行是一种低雷诺数非定常粘性流场,传统的适用于固定翼的稳态空气动力学原理已经不能适用。为了揭示扑翼飞行非定常空气动力学理论,本文从传统固定翼空气动力学理论出发,对扑翼飞行气动机理及其运动形式等进行了深入细致的研究。本文探讨了扑翼飞行的规律,分析和提炼鸟类和昆虫扑翼的形式和机制,总结了扑翼飞行对气动力影响的机理。以简谐运动近似模拟扑翼飞行的运动方程,针对扑翼非定常流场问题进行了数值模拟。通过对二维非定常气动力的变化过程的求解,结合Theodorsen理论非定常气动力计算公式,把CFD计算结果和Theodorsen理论计算结果进行了对比,验证了两种方法在非定常气动力计算上的有效性。为了进一步探寻鸟类扑翼运动的高升力机制,用CFD方法计算了扑翼在大迎角和复合运动条件下的非定常气动力。通过对几种不同形状翼型的扑翼动态流场的数值求解,建立了翼型气动力特性曲线,绘制了翼型流场压力云图,分析了翼型几何弯度和翼型厚度对气动性能的影响。进而利用该数值模拟方法对不同运动规律的翼型进行了流场求解,得到扑动频率、来流速度、扑动振幅等运动参数组合下的气动力特性,给出这些因素对扑翼飞行气动特性的影响规律。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-06-01）
殷文添[10]（2016）在《旋转运动对绕扑翼流动特性影响的研究》一文中研究指出微型飞行器因为其隐蔽性好,尺寸小,重量轻等优点,近年来已经成为了飞行器研究领域中的热点。微型飞行器被认为是未来战场上的重要侦查和攻击武器,用于战争中的危险估计,目标搜索,通信中继,检测化学或生物武器等等。在非军事的民用领域,装载相应传感器的微型飞行器则可用于救灾、赈灾,消灭农作物害虫,考古和航拍等。与鸟类和昆虫相似,微型飞行器是在低雷诺数下航行,因此,开展鸟类和昆虫飞行机理的研究将有效促进微型飞行器研制。鸟类和昆虫的扑翼飞行产生升力的原理与固定翼完全不同,本文基于仿生学家与工程学家的多年观察与研究,探讨了鸟类与昆虫扑翼的飞行机理,分析了鸟类与昆虫产生高升力,推力的原因。借鉴白薯天蛾翅翼运动,设计了多种运动,开展了扑翼模型的实验研究,观测了绕扑翼的流动结构,测量了扑翼不同运动状态下承受的力和力矩,研究了多种旋转运动模式下的扑翼动力特性,讨论了旋转运动角加速度和旋转轴对扑翼动力特性的影响。检测了扑翼在旋转运动为对称模式,滞后模式与超前模式时的受力,讨论了扑翼旋转运动对于扑翼动力特性的影响。基于白薯天蛾翅翼,设计加工了扑翼模型,依据白薯天蛾翅翼的运动形式和频率,分别测量了基本运动(HM1运动)和两种衍生运动(HM2运动,滞后运动;HM3运动,超前运动)的扑翼模型受力情况,对比了叁种运动的流场动力特性,指出了获得扑翼推升力最优运动模式的顺序为:HM2运动、对称模式和超前模式。进而,采用流动显示实验观察了HM1、HM2和HM3叁种运动模式流场结构的差别,分析了叁种运动具有不同动力特性的原因。通常鸟类和昆虫扑翼旋转运动角加速度在扑翼运动过程分为叁个阶段:开始时的加速运动,中间阶段的匀速运动以及结束阶段的减速运动。设计了不同角加速度的AM1、AM2、AM3和AM4四种运动模式下,讨论了四种不同角加速度运动模式下,绕扑翼流动动力特性。扑翼旋转运动过程中不同角加速度导致扑翼的推力和升力变化规律存在较大差异。在四种运动中,AM4的流场动力特性较好,提供的平均推力与平均升力都为最高,流动显示实验能够有效地捕捉旋转运动不同阶段的流动结构。在扑翼旋转运动加速过程中翅翼前缘产生了非常明显的涡结构,翅翼尾缘涡结构出现,翅翼的推升力系数急剧增加;翅翼匀速运动时,附着在翅翼之上的前缘涡与尾缘涡相对较弱,推力和升力皆减小。扑翼转动的旋转轴对于扑翼流场动力特性的影响明显。旋转轴位于长方形翅翼短边中点时,绕扑翼流动的动力特性曲线比较平滑,不利于提高扑翼的升力;而旋转轴位于翅翼前缘其动力特征曲线波动较大,这意味着能够促使升力与推力增加。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-01-06）
扑翼运动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
飞行生物以其小尺寸、长航程、高效、高机动性的特点,成为微型飞行器研制工作者们争相模仿的对象。飞行生物的飞行姿态富于变化,扑翼运动精巧而复杂,仿生设计重点在于模仿其扑翼运动。作为扑翼运动的核心部分,扑翼驱动机构在仿生扑翼飞行器研制中显得尤为重要。本文以单曲柄双摇杆扑翼驱动机构为基础,针对其左右翅翼运动不对称的问题,提出了刚柔耦合平面扑翼驱动机构,并根据分析结果提出了改进方案:刚柔耦合空间扑翼驱动机构。对该机构进行了无气动力影响的运动特性分析,扑动-扭转-挥摆耦合运动的气动特性分析,提出了扑翼运动-气动特性的耦合迭代分析方法,验证了机构的运动特性与气动特性满足总体方案设计要求。论文的主要研究工作与结论如下:1、针对目前扑翼驱动机构普遍存在的翅翼运动不对称,仿生程度不高等问题,提出设计要求,以单曲柄双摇杆驱动机构为基础,设计了刚柔耦合平面扑翼驱动机构。2、建立了刚柔耦合平面扑翼驱动机构的虚拟样机模型,简要分析了翅翼的运动特性;根据分析结果与设计要求,提出了改进方案:刚柔耦合空间扑翼驱动机构,能够用轻巧的机构实现复杂的空间耦合运动3、分析了刚柔耦合空间扑翼驱动机构的左右翅翼各角度变化,翅翼运动姿态与翼尖轨迹,柔性杆结构强度;从结论中可以得出机构具有稳定的周期性运动,左右翅翼具有对称性,翼尖轨迹逼近飞行生物的“8”字型轨迹,仿生程度高。根据经验公式估算了气动力,分别分析了有无气动载荷情况下翅翼的翼尖轨迹,发现气动力与翅翼运动相互影响。4、运用Fluent,编译UDF函数,通过动网格技术,建立了扑动-扭转-挥摆叁角耦合运动轨迹下的翅翼气动特性分析模型。通过网格密度无关性,时间步长无关性,对比验证叁种方法证明了分析方法的正确性与有效性,进而分析了翅翼表面的涡流变化,与升阻力系数变化。5、通过MATLAB实现了Adams与Fluent的数据交换,提出了扑翼运动-气动特性的耦合迭代分析方法,分析了在气动力影响下的翅翼运动特性与气动特性,验证了刚柔耦合空间扑翼驱动机构能够满足设计要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
扑翼运动论文参考文献
[1].姜森,郝永平,李伦,郭梦辉.基于空间连杆机构实现“8”字形运动的扑翼机的设计[J].机床与液压.2019
[2].屠凯.刚柔耦合空间扑翼驱动机构运动特性与气动特性研究[D].武汉科技大学.2019
[3].郑云隆,屈秋林,徐连超,刘沛清.蜻蜓在悬停状态下二维双扑翼运动地面效应影响的数值研究[C].第十届全国流体力学学术会议论文摘要集.2018
[4].黄永斌.扑翼飞行的运动分析与仿真设计[D].浙江大学.2018
[5].孙宇.翅翼运动方式及几何特征对扑翼气动特性影响的研究[D].吉林大学.2018
[6].李杰,李道春.扑翼及扑动参数对扑旋翼飞行器横侧向运动的影响[C].北京力学会第二十四届学术年会会议论文集.2018
[7].王朋远.微型扑翼飞行器扑翼运动规律与控制技术研究[D].吉林大学.2017
[8].黄峰.基于两自由度扑翼运动的非定常气动力模拟与分析[J].江苏航空.2016
[9].黄峰.扑翼运动的非定常气动力的模拟与分析[D].南京航空航天大学.2016
[10].殷文添.旋转运动对绕扑翼流动特性影响的研究[D].北京理工大学.2016