长耳鸮翅膀的三维建模

吉林大学学报(工学版) ›› 2012, Vol. 42 ›› Issue (增刊1): 423-427.

长耳鸮翅膀的三维建模

廖庚华^1,2, 杨莹^1,2, 胡钦超^1,2, 韩志武^1,2, 任露泉^1,2, 刘庆平^1,2

1. 吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春 130022;
2. 吉林大学生物与农业工程学院, 长春 130022

收稿日期:2012-04-18 出版日期:2012-09-01 发布日期:2012-09-01
通讯作者: 刘庆平(1965-),男,高级工程师,博士研究生.研究方向:流体仿生减阻降噪.E-mail:liuqp@jlu.edu.cn E-mail:liuqp@jlu.edu.cn
作者简介:廖庚华(1985-),男,博士研究生.研究方向:流体仿生减阻降噪.E-mail:liaogenghua@126.com
基金资助:
国家自然科学基金国际合作项目(50920105504);国家自然科学基金联合基金项目(U1134109);吉林省科技发展计划项目(20090340);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20110061120048);吉林大学研究生创新基金项目(20121082).

Three-dimensional modeling of long-eared wing

LIAO Geng-hua^1,2, YANG Ying^1,2, HU Qin-chao^1,2, HAN Zhi-wu^1,2, REN Lu-quan^1,2, LIU Qing-ping^1,2

1. Key Laboratory for Bionics Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130022, China;
2. College of Biological and Agricultural Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China

Received:2012-04-18 Online:2012-09-01 Published:2012-09-01

摘要/Abstract

摘要： 通过对扫描获取的长耳鸮翅膀三维点云进行展向等距切片,依据翼型理论提取每个截面翼型的中弧线和厚度分布,采用最小二乘法拟合得到各公式系数,取平均系数以减小各翼型差异。对展向最大弧度、最大厚度、弦长和前缘线进行拟合修正,最终建立了翅膀的三维模型。翅膀模型的建立为数值分析探究长耳鸮翅膀良好气动和声学性能机理提供了前期基础,可将其应用于仿生扑翼飞行器上。

关键词: 工程仿生学, 长耳鸮翅膀, 三维建模, 最小二乘法

Abstract: The long-eared digital wing model was divided to several cross sections. Camber line and thickness distribution of every profile were extracted based on section theory. The least square method was used to fit the coefficients of the camber line and the thickness distribution, and the coefficients were averaged to decrease discrepancy. The three dimensional model of the owl wing was established by adjusting the maximum camber and thickness, the chord length and the position of the leading edge in spanwise direction. The study provided preliminary basis for simulating to explore the excellent aero performance and acoustical behavior of the long-eared wing, and which can be applied to the bionic flying robot.

Key words: engineering bionics, long-eared owl wing, three-dimensional geometry structuring, least square method

中图分类号:

TB17

廖庚华, 杨莹, 胡钦超, 韩志武, 任露泉, 刘庆平. 长耳鸮翅膀的三维建模[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 423-427.

LIAO Geng-hua, YANG Ying, HU Qin-chao, HAN Zhi-wu, REN Lu-quan, LIU Qing-ping. Three-dimensional modeling of long-eared wing[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 423-427.

参考文献

[1] Lilley G M. A study of the silent flight of the owl[C]//The 4th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Toulouse, France, 1998.

[2] Graham R R. The silent flight of owls[J]. Journal of Aeronaut Soc, 1934, 38: 837-843.

[3] 徐成宇,钱志辉,刘庆萍,等. 基于长耳鸮翼前缘的仿生耦合翼型气动性能[J].吉林大学学报: 工学版,2010,40(1): 108-112. Xu Cheng-yu, Qian Zhi-hui, Liu Qing-ping, et al. Aerodynamic performance of bionic coupled foils based on leading edge of long-eared owl wing[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2010, 40(1): 108-112.

[4] 陈坤,刘庆平,廖庚华,等. 利于雕鸮羽毛的消音特性降低小型轴流风机的气动噪声[J].吉林大学学报: 工学版,2012,42(1): 79-84. Chen Kun, Liu Qing-ping, Liao Geng-hua, et al. Aerodynamic noise reduction of small axial fan using hush characteristics of eagle owl feather[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2012, 42(1): 79-84.

[5] 金敬福,马毅,刘玉荣,等. 长耳鸮翼型组的气动特性分析[J].吉林大学学报: 工学版,2010,40(增刊2): 278-281. Jin Jing-fu, Ma Yi, Liu Yu-rong, et al. Aerodynamic analysis of the family of airfoil of owl[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2010, 40(Sup.2): 278-281.

[6] Liu Tian-shu, Kuykendoll K, Rhew R, et al. Avian wings[C]//The 24th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference, Portland, Oregon, 2004.

[7] Liu Tian-shu, Kuykendoll K, Rhew R, et al. Avian wing geometry and kinematics[J]. AIAA Journal, 2006, 44(5): 954-963.

[8] Kln Stephan, Bachmann Thomas, Klaas Michael, et al. Experimental analysis of the flow field over a novel owl based airfoil[J]. Exp Fluids, 2009, 46(5): 975-989.

[9] Han Cheolheui. Investigation of unsteady aerodynamic characteristics of a seagull wing in level flight[J]. Journal of Bionic Engineering, 2009, 6(4): 408- 414.

[10] Kln S, Burgmann S, Bachmann T, et al. Surface structure and dimensional effects on the aerodynamics of an owl-based wing model[J]. European Journal of Mechanics B/Fluids, 2012, 33: 58-73.

[11] Oehme H, Kitzler U. On the geometry of the avian wing(studies on the biophysics and physiology of avian flightⅡ)[Z].NASA-TT-F-169,1975.

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[14]	秦余钢, 马勇, 张亮, 李腾飞. 基于改进最小二乘算法的船舶操纵性参数辨识[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 897-903.
[15]	姚向明, 赵鹏, 禹丹丹. 基于平均策略的城市轨道交通动态O-D矩阵估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 92-99.

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