低雷诺数非定常流场的数值方法及其在微型飞行器上的应用
| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-20页 |
| 第一章 绪论 | 第20-37页 |
| ·研究背景 | 第20-21页 |
| ·自然界的扑翼飞行 | 第21-26页 |
| ·翅膀结构 | 第21-22页 |
| ·飞行方式 | 第22-24页 |
| ·扑动频率及动态比例关系 | 第24-26页 |
| ·微型飞行器的发展 | 第26-28页 |
| ·固定翼微型飞行器 | 第26-27页 |
| ·旋翼微型飞行器 | 第27页 |
| ·固定翼＋扑翼微型飞行器 | 第27-28页 |
| ·扑翼微型飞行器 | 第28页 |
| ·低雷诺数与非定常空气动力特性的研究现状 | 第28-34页 |
| ·低雷诺数空气动力特征及其研究难点 | 第28-30页 |
| ·扑翼空气动力学相关的试验研究 | 第30页 |
| ·扑翼空气动力学相关的数值研究 | 第30-31页 |
| ·扑翼高升力的非定常机制 | 第31-34页 |
| ·低雷诺数空气动力学研究的困难与挑战 | 第34-35页 |
| ·本文研究的目标和内容 | 第35-37页 |
| 第二章 低雷诺数定常/非定常流场的数值计算方法 | 第37-54页 |
| ·流体控制方程 | 第38-40页 |
| ·低雷诺数定常流的预处理技术 | 第40-41页 |
| ·非定常流的预处理双时间步 | 第41-42页 |
| ·方程离散与求解 | 第42-46页 |
| ·有限体积法空间离散 | 第42-44页 |
| ·时间离散 | 第44-45页 |
| ·隐式LU-SGS 迭代 | 第45-46页 |
| ·边界条件 | 第46-47页 |
| ·几何守恒定律 | 第47-48页 |
| ·SPALART-ALLMARAS 湍流模型 | 第48-50页 |
| ·非结构混合网格 | 第50-51页 |
| ·气动力计算 | 第51-52页 |
| ·程序流程图 | 第52页 |
| ·本章小结 | 第52-54页 |
| 第三章 动态网格的生成 | 第54-69页 |
| ·双重DELAUNAY 图映射的动态网格生成 | 第55-61页 |
| ·Delaunay 图映射的网格变形原理 | 第55-56页 |
| ·双重Delaunay 图映射方法 | 第56-58页 |
| ·添加辅助点的原则 | 第58-59页 |
| ·双重图映射方法生成动网格的质量和效率 | 第59页 |
| ·双重图映射方法的应用实例 | 第59-61页 |
| ·非结构嵌套网格方法 | 第61-65页 |
| ·网格分层 | 第62-63页 |
| ·嵌套边界的确定 | 第63-64页 |
| ·嵌套边界的拓宽 | 第64-65页 |
| ·网格间的插值 | 第65页 |
| ·非结构可变形嵌套网格技术 | 第65-67页 |
| ·本章小结 | 第67-69页 |
| 第四章 算例验证 | 第69-87页 |
| ·定常流动 | 第69-76页 |
| ·NACA0012 翼型低速层流绕流 | 第69-70页 |
| ·平板层流流动和湍流流动 | 第70-72页 |
| ·Re=40 的定常圆柱绕流 | 第72-73页 |
| ·Eppler 387 低雷诺数翼型的层流分离泡 | 第73页 |
| ·小展弦比NACA0012 翼的低雷诺数湍流绕流 | 第73-75页 |
| ·Onera M6 机翼跨声速绕流 | 第75-76页 |
| ·非定常流动 | 第76-86页 |
| ·Re=200 的非定常圆柱绕流 | 第76页 |
| ·静态流体中直线周期摆动的圆柱 | 第76-79页 |
| ·NACA0014 翼型上下扑动的流场 | 第79-80页 |
| ·NACA0012 翼周期俯仰运动的湍流流场 | 第80-83页 |
| ·三维果蝇翼拍动流场 | 第83-86页 |
| ·本章小结 | 第86-87页 |
| 第五章 固定翼微型飞行器的气动特性与设计分析 | 第87-103页 |
| ·15CM 微型飞行器气动布局 | 第87-90页 |
| ·不同布局形状15cm 机翼的低雷诺数特性比较 | 第87-89页 |
| ·CN09 型15cm 微型飞行器的布局设计 | 第89-90页 |
| ·升阻力及力矩特性 | 第90页 |
| ·流动特征 | 第90-93页 |
| ·翼尖涡 | 第93-95页 |
| ·上翼面的流动分离 | 第95-98页 |
| ·端板效应 | 第98-101页 |
| ·大攻角非定常现象 | 第101-102页 |
| ·本章小结 | 第102-103页 |
| 第六章 仿鸟扑翼微型飞行器气动特性与设计分析 | 第103-122页 |
| ·柔性扑翼模型 | 第103-105页 |
| ·重力配平的参数设计与推力机理分析 | 第105-109页 |
| ·流场结构 | 第109-114页 |
| ·气动功率分析 | 第114-115页 |
| ·扑翼柔性对推力的影响 | 第115-118页 |
| ·与试验结果的比较 | 第118-120页 |
| ·本章小结 | 第120-122页 |
| 第七章 仿蜻蜓微型飞行器的气动特性与设计分析 | 第122-157页 |
| ·二维前后置双扑翼的气动特性研究 | 第123-132页 |
| ·模型描述 | 第123-124页 |
| ·前翼扑动后翼静止与单翼扑动的流场比较 | 第124-125页 |
| ·前后翼同相扑动和反相扑动的流场比较 | 第125-127页 |
| ·前后翼的水平距离和相位差对气动特性的影响 | 第127-129页 |
| ·扑动频率对气动特性的影响 | 第129-131页 |
| ·来流攻角对气动特性的影响 | 第131-132页 |
| ·蜻蜓的飞行姿态和扑动规律 | 第132-134页 |
| ·飞行姿态 | 第132-133页 |
| ·悬停方式 | 第133页 |
| ·升力机理的两种模式 | 第133-134页 |
| ·仿蜻蜓双扑翼模型设计 | 第134-136页 |
| ·几何模型和网格 | 第134-135页 |
| ·参数设计 | 第135-136页 |
| ·仿蜻蜓扑翼模型的气动力分析 | 第136-142页 |
| ·周期平均的气动力 | 第137-139页 |
| ·气动力的周期变化规律 | 第139-141页 |
| ·阻力在悬停中的作用 | 第141-142页 |
| ·流场涡结构及气动力产生机理 | 第142-147页 |
| ·气动功率与效率 | 第147-150页 |
| ·气动干扰分析 | 第150-153页 |
| ·翼翻转时间的研究 | 第153-154页 |
| ·上下行程时间比的研究 | 第154-156页 |
| ·本章小结 | 第156-157页 |
| 第八章 扑翼微型飞行器流场的试验研究 | 第157-167页 |
| ·试验设备及模型 | 第157-159页 |
| ·低速风洞 | 第157页 |
| ·流场显示系统 | 第157-158页 |
| ·扑翼试验模型 | 第158页 |
| ·试验方案 | 第158-159页 |
| ·试验结果与分析 | 第159-166页 |
| ·非定常前缘涡 | 第159-162页 |
| ·前缘涡的脱落 | 第162-164页 |
| ·不同展向截面的比较 | 第164页 |
| ·尾涡的分布 | 第164-165页 |
| ·数值计算结果与试验的比较 | 第165-166页 |
| ·本章小结 | 第166-167页 |
| 第九章 总结与展望 | 第167-171页 |
| ·工作进展总结 | 第167-168页 |
| ·论文创新点 | 第168-169页 |
| ·研究方法和成果的应用 | 第169-170页 |
| ·未来工作展望 | 第170-171页 |
| 参考文献 | 第171-183页 |
| 致谢 | 第183-184页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第184-185页 |
