【摘 要】
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微型飞行器技术近年来一直是航空领域的研究热点,低雷诺数下微型飞行器面临的空气动力学问题是制约其发展的主要挑战。微型飞行器尺寸小,速度低,低雷诺数下粘性效应凸显,导致
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微型飞行器技术近年来一直是航空领域的研究热点,低雷诺数下微型飞行器面临的空气动力学问题是制约其发展的主要挑战。微型飞行器尺寸小,速度低,低雷诺数下粘性效应凸显,导致黏性力不可忽视,使得翼型升阻比急剧下降；同时,翼面局部会出现逆压梯度过大,导致出现层流分离现象。本文突破了经典马格努斯效应圆形剖面结构的限制条件,采用了非圆剖面结构型式以获得广义的马格努斯力。运用流函数、位函数叠加法求解了马格努斯力的解析式,基于广义的马格努斯效应提出了具有局部运动翼面的新式翼型；通过ANSYS ICEM CFD软件将局部翼面运动翼型结构网格化；运用FLUENT软件对局部翼面运动翼型进行了不同结构参数和动力参数组合条件下的CFD数值计算；通过3D打印技术制作了局部翼面运动翼型的实验模型,搭建了气动特性测试的实验平台,对局部翼面运动翼型气动特性进行了实验研究。CFD数值计算结果和实验结果表明：局部运动翼面的新式翼型,与通常常规翼型相比,在同样的来流速度下,可获得更高的升阻比,并且能一定程度上减缓或者阻止翼面层流分离现象的发生,改善翼型低雷诺数下的气动特性。本文研究成果对于解决微型飞行器低雷诺数下升阻比低下、翼面发生层流分离气动特性不佳问题具有重要的应用价值。
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