| 仿生覆羽控制固定翼无人机流动失速风洞实验 |
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| 作者姓名： | 刘一宏 马兴宇 巩绪安 黄逸军 王勇 姜楠 |
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| 作者单位： | 1. 天津大学机械工程学院天津市现代工程力学重点实验室;2. 西北工业大学翼型,叶栅空气动力学国家级重点实验室;3. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室;4. 中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（11902218,11972251,12172242,12272265,12202310）;;西南交通大学牵引动力国家重点实验室开放课题（TPL2306）;;中德合作研究小组计划（GZ1575）;;天津市研究生科研创新项目资助（2022SKY058）; |
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| 摘 要： | 研究了基于鸟类仿生学设计的人工柔性锯齿形覆羽在平直机翼大攻角失速流动控制中的作用。实验在天津大学低速回流式低湍流度风洞中进行,以展长1.0 m、弦长300 mm的NACA0018平直机翼模型在15°攻角条件下产生的失速流动作为研究对象,基于弦长的雷诺数为Re=5.1×105。实验中,将柔性覆羽沿展向分别安装在机翼上翼面的不同位置处,利用单丝热线风速仪扫掠测量机翼尾流的速度信号,并与无控制工况的平均速度、脉动速度、功率谱密度等对比。实验结果显示：在20%c位置工况中,柔性覆羽装置吸收来流中的能量,随上翼面流动自适应振动;在80%c位置工况中,柔性覆羽处于准平衡位置,并伴随微小振动。两种工况的尾流区平均速度亏损恢复明显,同时前缘剪切层和尾缘剪切层中的湍流脉动均明显降低,两种工况均实现了流动失速的有效控制。进一步的功率谱密度和离散小波分析显示,柔性覆羽的自适应振动能有效地抑制剪切层中低频、大尺度结构(fc/U∞<1),并将其转化为高频、小尺度结构(fc/U∞≈3),增强了前缘剪切层和尾缘剪切层的相干性。该研究结论揭示了类...
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| 关 键 词： | 仿生学 风洞实验 覆羽 失速流动 流动控制 热线风速仪 |
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