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一个CFD数据驱动的空气动力学模型,用于快速准确预测不同飞行速度下的扑翼空气动力学。 (英语) Zbl 1461.76587号

昆虫飞行中非定常扑翼空气动力学的精确预测在机动性和飞行控制分析中具有潜在的重要性。虽然准稳态模型是一种廉价而合理的工具,但准确评估复杂飞行行为中的非稳态动力学效应仍然是一个挑战。在这里,我们开发了一个计算流体动力学(CFD)数据驱动的空气动力学模型(CDAM),该模型由使用重叠网格的高保真CFD模拟提供信息,以便能够准确、快速地预测循环平均和瞬态空气动力、扭矩和功率以及各种飞行运动和机翼运动学。CDAM包括用于扑翼的准静态模型和用于运动物体的空气动力学模型。采用最小二乘法和代理法,通过CFD数据库的训练,实现了气动系数的拟合。通过与CFD测试数据的比较,验证了CDAM能够准确评估不同飞行速度下大黄蜂翼身模型的气动力、扭矩和功率。提出了一种嵌入CDAM的遗传优化算法,通过调整机翼运动学来确定前飞的配平状态,表明大黄蜂可能以最小的质量比空气动力消耗飞行。CDAM进一步应用于基于比例导数的大黄蜂悬停纵向飞行控制,控制参数通过拉普拉斯变换和根轨迹法进行优化,在CDAM和CFD环境中一致实现。我们的结果表明,CDAM提供了一种通用工具,可以快速准确地预测飞行昆虫的各种飞行行为。

MSC公司:

76Z10号 水和空气中的生物推进
92立方厘米 生物力学

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松软的;鲮鱼
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全文: 内政部

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