Bat flygsimuleringar

fladdermöss är unika djur, och presentera en mycket övertygande modell för småskaliga djur flygning. Följande egenskaper hos fladdermöss och deras prestation av flygning är särskilt intressanta för inspirerande utveckling inom obemannad flygbilsdesign:

  • fladdermöss är extremt manövrerbara djur, som ofta kan snabba förändringar i riktning (rovfångst, manövrering, fångstflykt, etc.). Denna manövrerbarhet är önskvärd för obemannade fordon som ger potential för perching och flygning genom stadsliknande miljöer.
  • fladdermöss är effektiva och effektiva flappande flygfordon. Ett primärt problem för obemannade flygfordon är att få en effektiv plattform med låg effekt.
  • fladdermöss använder en aktiverad morphing membran vinge struktur för att uppnå flygning. Det aktiva membranet som används av fladdermöss presenterar en attraktiv strategi för UAV-flygning där membran skulle vara enklare att designa, bygga och flyga än fjädervingar. Membran vingar kan också ge aerodynamiska fördelar såsom camber inducerande, stall lindring, och mjukare stall.

i detta projekt undersöker vi de aero-strukturella egenskaperna hos bat-flygning för att bestämma tillämpligheten av liknande strukturella strategier i fordonsdesign.

våra medarbetare vid Brown University (Breuer Lab och Swartz Lab) ger toppmodern höghastighets stereo digital videoinspelning av fladdermöss under flygning (både i windtunnels och flygburar). Denna videodata bearbetas med hjälp av toppmoderna motion capture-metoder. Efter motion capture konstrueras en 3-dimensionell rekonstruktion och ytmodell av fladdermössen. Dessa high fidelity, tid exakta modeller av bat flygning ger en exakt form som kan analyseras med hjälp av beräkningsmetoder.

med hjälp av flera olika beräkningsverktyg undersöker vi flygningen och effektiviteten i flygningen. Beräkningsverktygen som beaktas är HallOpt, ASWING, FastAero och 3DG. Var och en av dessa verktyg markeras kort nedan (Se sidan verktyg för detaljer):

  • HallOpt: med hjälp av spår av den bakre kantlinjen kan vi konstruera och approximera vakna ark. Använda metoder som föreslagits av Hall et al., vi undersöker dessa vaknar för att bestämma hur vorticitet ska fördelas i kölvattnet av en fladdermus om lyft-och tryckgenerering utförs på ett effektivt sätt.
  • ASWING: med hjälp av enkla men ändå exakta modeller för aerodynamik, strukturer och dynamik är det enkelt att simulera flygningen av en fladdermus eller flappande fordon.
  • FastAero: med hjälp av en potentiell flödesmodell och den 3-dimensionella bat-geometrin kan flödet runt bat simuleras snabbt med hjälp av en accelererad potentiell flödesmetod. FastAero, ursprungligen designad för flygplansanalysapplikationer, har visat sig vara användbar där en tradoff mellan tids-och flödesfysiknoggrannhet är önskvärd.
  • 3DG: 3DG är en diskontinuerlig Galerkin-metod för att lösa Navier Stokes-ekvationerna. Denna metod är mycket exakt; kan dock vara tidskrävande att använda för stora 3-dimensionella simuleringar. Som sådan används metoden för att bekräfta resultat och roviding insikt i viskösa effekter.

utforska länkarna till höger för att lära dig mer om projektet.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.

Back to Top