コウモリ飛行シミュレーション

コウモリはユニークな動物であり、小規模な動物飛行のための非常に魅力的なモデルを提示します。 コウモリの次の特性とその飛行の達成は、無人航空機設計の発展を促すために特に興味深いものです:

  • コウモリは非常にmanouverable動物であり、多くの場合、方向の急速な変化(獲物の捕獲、manouvering、捕獲回避など)が可能です。 この操縦性はとまることおよび都市そっくりの環境を通って飛行に潜在性を提供する無人車のために望ましい。
  • コウモリは、効率的かつ効果的な羽ばたき飛行車です。 無人航空機の主な関心事は、効率的な低電力プラットフォームを獲得しています。
  • コウモリは飛行を達成するのに作動させた変形させた膜の翼の構造を利用する。 バットによって使用される活動的な膜は膜が羽を付けられた翼より設計し易く、造り易く、飛び易いUAV飛行のための魅力的な作戦を示す。 膜翼はまた、キャンバー誘導、失速緩和、およびより柔らかい失速などの空力的利点を提供することができる。

このプロジェクトでは、bat飛行の航空機構造特性を調べて、車両設計における同様の構造戦略の適用性を決定しています。

ブラウン大学(Breuer LabとSwartz Lab)の協力者は、飛行中のコウモリ(風洞と飛行ケージの両方)の最先端の高速ステレオデジタルビデオキャプチャを提供します。 このビデオデータは、最先端のモーションキャプチャアプローチを使用して処理されます。 モーションキャプチャに続いて、コウモリの3次元再構成と表面モデルが構築されます。 これらの高忠実度、時間正確なバット飛行のモデルは計算方法を使用して分析することができる正確な形を提供する。

いくつかの異なる計算ツールを使用して、飛行と飛行の効率を調べています。 考慮される計算ツールは、HallOpt、ASWING、FastAero、および3DGです。 これらの各ツールは、以下で簡単に強調表示されます(詳細については、ツールページを参照してくださ):

  • HallOpt:後縁線のトレースを使用して、ウェイクシートを構築して近似することができます。 Hallらによって提案された方法を使用する。 揚力と推力の発生が効率的に行われた場合,これらの後流を調べて,batの後流に渦度がどのように分布するべきかを決定した。
  • ASWING:空力、構造、ダイナミクスのためのシンプルで正確なモデルを使用して、バットや羽ばたき車両の飛行をシミュレートすることは簡単です。
  • FastAero:ポテンシャルフローモデルと3次元batジオメトリを使用して、batの周りの流れを加速ポテンシャルフロー法を使用して迅速にシミュレートできます。 最初に航空機の分析の適用のために設計されているFastAeroは、時間と流れの物理学の正確さ間のトレードオフが望ましいところで有用証明した。
  • 3DG:3DGは、Navier Stokes方程式を解くための不連続なGalerkin法です。 この方法は非常に正確ですが、大規模な3次元シミュレーションに使用するには時間がかかる場合があります。 このように、この方法は、結果を確認し、粘性効果への洞察を提供するために使用される。

プロジェクトの詳細については、右側のリンクをご覧ください。

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