Simulace letu netopýrů

netopýři jsou jedinečná zvířata a představují velmi přesvědčivý model pro let zvířat v malém měřítku. Následující charakteristiky netopýrů a jejich provedení letu jsou zvláště zajímavé pro inspirativní vývoj v konstrukci bezpilotních vzdušných vozidel:

  • netopýři jsou extrémně manuverovatelná zvířata, často schopná rychlých změn směru (zachycení kořisti, manouvering, odchyt, atd.). Tato manévrovatelnost je žádoucí pro bezpilotní vozidla poskytující potenciál pro posazení, a let městským prostředím.
  • netopýři jsou efektivní a efektivní mávání letových vozidel. Primárním zájmem bezpilotních vzdušných vozidel je získání efektivní platformy s nízkým výkonem.
  • netopýři využívají ovládanou morfovací membránovou strukturu křídla k dosažení letu. Aktivní membrána používaná netopýry představuje atraktivní strategii pro let UAV, kde by membrány byly jednodušší navrhnout, postavit a létat než opeřená křídla. Membránová křídla mohou také poskytovat aerodynamické výhody, jako je navození odklonu, zmírnění stání a měkčí stání.

v tomto projektu zkoumáme aero-strukturální charakteristiky letu bat, abychom určili použitelnost podobných strukturálních strategií v konstrukci vozidel.

naši spolupracovníci na Brown University (Breuer Lab a Swartz Lab) poskytují nejmodernější vysokorychlostní stereofonní digitální video zachycení netopýrů za letu (jak ve windtunnelech, tak v letových klecích). Tato video data jsou zpracovávána pomocí nejmodernějších přístupů pro snímání pohybu. Po zachycení pohybu je zkonstruována 3rozměrná rekonstrukce a povrchový model netopýrů. Tyto vysoce věrné, časově přesné modely letu bat poskytují přesný tvar, který lze analyzovat pomocí výpočetních metod.

pomocí několika různých výpočetních nástrojů zkoumáme let a efektivitu letu. Výpočetní nástroje, které jsou považovány za HallOpt, ASWING, FastAero a 3DG. Každý z těchto nástrojů je stručně zvýrazněn níže (podrobnosti najdete na stránce Nástroje):

  • HallOpt: pomocí stopy čáry zadní hrany můžeme vytvořit a přiblížit wake sheet. Použití metod navržených Hall et al., zkoumáme tyto probuzení, abychom zjistili, jak by měla být vorticita distribuována v důsledku netopýra, pokud je generování zdvihu a tahu prováděno účinným způsobem.
  • ASWING: pomocí jednoduchých, ale přesných modelů pro aerodynamiku, struktury a dynamiku je simulace letu netopýra nebo mávajícího vozidla jednoduchá.
  • FastAero: pomocí modelu potenciálního toku a trojrozměrné geometrie bat lze rychle simulovat tok kolem bat pomocí metody zrychleného potenciálního toku. FastAero, původně navržený pro aplikace pro analýzu letadel, se ukázal jako užitečný tam, kde je žádoucí kompromis mezi přesností fyziky času a toku.
  • 3DG: 3DG je nespojitá Galerkinova metoda pro řešení Navierových Stokesových rovnic. Tato metoda je velmi přesná; použití pro velké 3-dimenzionální simulace však může být časově náročné. Jako takový, metoda se používá pro potvrzení výsledků a poskytování vhledu do viskózních účinků.

prohlédněte si odkazy na pravé straně se dozvědět více o projektu.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

Back to Top