吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (01): 108-0112.

• 论文 • 上一篇    下一篇

基于长耳鸮翼前缘的仿生耦合翼型气动性能

徐成宇,钱志辉,刘庆萍,孙少明,任露泉   

  1. 吉林大学 工程仿生教育部重点实验室|长春 130022
  • 收稿日期:2008-04-12 出版日期:2010-01-01 发布日期:2010-01-01
  • 通讯作者: 任露泉(1944-) ,男,教授,博士生导师,中国科学院院士.研究方向:工程仿生学. E-mail:lqren@jlu. edu. cn E-mail:lqren@jlu. edu. cn
  • 作者简介:徐成宇(1973-)|男,博士后.研究方向:工程仿生学.E-mail:chengyux2008@yahoo.com.cn
  • 基金资助:

    吉林省科技厅发展计划项目(20096032); 国家自然科学基金重点项目(50920105504)

Aerodynamic performance of bionic coupled foils based on leading edge of long-eared owl wing

XU Cheng-yu,QIAN Zhi-hui,LIU Qing-ping,SUN Shao-ming,REN Lu-quan   

  1. Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education,Jilin University,Changchun |130022|China
  • Received:2008-04-12 Online:2010-01-01 Published:2010-01-01

摘要:

基于对流体介质中典型动物长耳鸮减阻降噪耦合功能的研究,揭示了其快速无声捕食主要取决于其高升力翼羽独有的序贯排列方式;应用逆向重构技术,量化了长耳鸮翅膀翼羽前缘形态特征几何信息,并建立仿生耦合模型,其展向前缘形态可以用波长与振幅(波峰、波谷)来限定。应用基于有限体积法和压力修正的SIMPLEC 算法,对仿生耦合翼型模型的气动特性进行了数值模拟。结果表明,在深度失速条件下,仿生耦合翼型结构在一定的波长和振幅范围内能够显著改善翼型的气动性能,升力增幅高达19.8 %。失速攻角延迟30.3 %。与波长相比,调节振幅能更好改善翼型深度失速条件下的气动性能。

关键词: 工程仿生学, 翼, 序贯排列, 长耳鸮, 前缘形态, 仿生耦合

Abstract:

The features of dragand noisereduction of the representative animal owls in fluid medium were studied. It was found that the silent flight capability to the prey of the long-eared owl mainly depends upon the distinct sequential array of its high-lift wing feathers. Applying the reverse reconstruction technique to quantify the geometric information about the leading edge shape of the long-eared owl wing, a bionic coupled model was built in which the leading edge shape was defined by wavelength and wavecrest-to-wavetrough amplitude. The finite volume method and the pressurecorrected SIMPLEC algorithm were used to simulate numerically the aerodynamic performance of the bionic airfoil model. The results show that at the condition of deep stall, the bionic airfoil model can improve significantly the aeroperformance in a certain ranges of wavelength and amplitude, increase the airfoil lift by 19.8%, delay the stall attach angle by 30.3%. The amplitude of the airfoil leading edge demonstrates more effective on improving the aeroperformance of airfoil at deep-stall than that of wavelength.

Key words: engineering bionics, wing, sequential array, long-eared owl, leading edge feature, bionic coupling

中图分类号: 

  • TB17
[1] 熙鹏,丛茜,王庆波,郭华曦. 仿生条纹形磨辊磨损试验及耐磨机理分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1787-1792.
[2] 郭昊添,徐涛,梁逍,于征磊,刘欢,马龙. 仿鲨鳃扰流结构的过渡段换热表面优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1793-1798.
[3] 田为军, 王骥月, 李明, 张兴旺, 张勇, 丛茜. 面向水上机器人的水黾运动观测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 812-820.
[4] 钱志辉, 周亮, 任雷, 任露泉. 具有仿生距下关节和跖趾关节的完全被动步行机[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 205-211.
[5] 谷诤巍, 张文学, 吕萌萌, 王伟, 徐虹, 李欣. 宽翼边U型截面不锈钢型材拉弯成形缺陷控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1165-1170.
[6] 田丽梅, 王养俊, 李子源, 商延赓. 仿生功能表面内流减阻测试系统的研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1179-1184.
[7] 陈东辉, 刘伟, 吕建华, 常志勇, 吴婷, 慕海锋. 基于虾夷扇贝体表结构的玉米茬根捡拾器仿生设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1185-1193.
[8] 王颖, 李建桥, 张广权, 黄晗, 邹猛. 基于多种介质的仿生步行足力学特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 546-551.
[9] 陈进, 李松林, 孙振业, 陈刚. 风力机专用翼型气动结构一体化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1940-1945.
[10] 葛长江, 叶辉, 胡兴军, 于征磊. 鸮翼后缘噪声的预测及控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1981-1986.
[11] 李梦, 苏义脑, 孙友宏, 高科. 高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1540-1545.
[12] 梁云虹, 任露泉. 自然生境及其仿生学初探[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1746-1756.
[13] 梁云虹, 任露泉. 人类生活及其仿生学初探[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(4): 1373-1384.
[14] 肖湘, 黄恩厚, 尼颖升. 预应力混凝土梁板体系有效翼缘的理论分析及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 1784-1790.
[15] 钱志辉, 苗怀彬, 任雷, 任露泉. 基于多种步态的德国牧羊犬下肢关节角[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 1857-1862.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!