摘要：基于准稳态模型和动量理论,探讨了微型扑翼飞行器诱导角和最佳几何攻角的计算问题。针对高斯-牛顿法求解诱导角方程时存在的不收敛问题,使用能保证计算过程收敛的列文伯格-马夸尔特算法求解,得到实验样机的诱导角为15°。实验样机的实际升力为40g,忽略诱导角后准稳态模型理论升力为46g,而考虑诱导角的理论升力为37g,验证了计算诱导角可以提高准稳态模型预测升力的准确性。基于实验样机翅膀被动扭转的实际,采用最小二乘法计算出实际最佳几何攻角为55°,能有效指导微型飞行器翅膀的设计,从而提高飞行器最大升力和飞行效率。

摘要：设计了一种手掌尺度的微型扑翼飞行器机构,模拟自然界中的蜂鸟。通过曲柄摇杆机构,将主电机齿轮的旋转运动转变成遥杆的往复运动,并利用线传动放大拍打角,最终转化成翅膀的拍打运动。扑翼机构总重约9g,翅膀拍打角幅值为180°,扑翼频率15 Hz,翼展200 mm。扑翼机构机身由3D打印制作,翅膀由聚合物薄膜和碳纤维采用多层叠合工艺制作而成。通过高速相机以1000 fps拍摄,检验翅膀的运动学,观察到clap-fling机制。利用多轴力/力矩传感器进行力测试,得到不同扑翼频率下的升力值,发现clap-fling机制对于升力提升有显著作用。通过研究翅膀尾缘长度对升力的影响,获得最佳的尾缘长度。

摘要：针对附加质量法不能充分考虑库水—结构的耦合震动的影响,通过ABAQUS建立的库水-进水塔系统有限元模型,探讨基于声学介质理论的进水塔与库水的耦合作用。结果表明:与附加质量法相比,基于声学单元建立的塔-水模型的自振频率变大,动水压力减小,进水塔塔顶总位移减小66.77%,加速度减小10.67%,进水塔最大拉应力减小19.92%,压应力减小21.11%,进水塔的损伤面积和损伤程度变小,进水塔的安全性有所提高。因此,声学单元模型在实际工程设计中具有一定的精准性和适用性,为研究进水塔-库水耦联振动问题提供新思路。