BBT-vluchtsimulaties

vleermuizen zijn unieke dieren en vormen een zeer overtuigend model voor kleinschalige diervlucht. De volgende kenmerken van vleermuizen en hun vluchtuitvoering zijn bijzonder interessant voor inspirerende ontwikkelingen in het ontwerp van onbemande luchtvaartuigen:

  • vleermuizen zijn extreem beweegbare dieren, die vaak in staat zijn om snel van richting te veranderen (prooi vangen, manoeuvreren, vangstontduiking, enz.). Deze manoeuvreerbaarheid is wenselijk voor onbemande voertuigen die de mogelijkheid bieden om te zitten en door stedelijke omgevingen te vliegen.
  • vleermuizen zijn efficiënte en effectieve slagvliegtuigen. Een primaire zorg van onbemande luchtvaartuigen is het verkrijgen van een efficiënt low power platform.
  • vleermuizen gebruiken een aangedreven morphing membraanvleugelstructuur om te vliegen. Het actieve membraan dat door vleermuizen wordt gebruikt, biedt een aantrekkelijke strategie voor UAV-vluchten waarbij membranen eenvoudiger te ontwerpen, te bouwen en te vliegen zijn dan gevederde vleugels. Membraanvleugels kunnen ook aërodynamische voordelen bieden, zoals camber die, stalverlichting, en zachtere stal veroorzaken.

In dit project onderzoeken we de aero-structurele kenmerken van bat-vlucht om de toepasbaarheid van soortgelijke structurele strategieën in voertuigontwerp te bepalen.

onze medewerkers van Brown University (Breuer Lab en Swartz Lab) bieden state of the art high speed stereo digitale video-opname van vleermuizen tijdens de vlucht (zowel in windtunnels als in vliegkooien). Deze video gegevens worden verwerkt met behulp van state of the art motion capture benaderingen. Na motion capture worden een 3-dimensionale reconstructie en oppervlakte model van de vleermuizen geconstrueerd. Deze high-fidelity, time accurate modellen van bat vlucht bieden een nauwkeurige vorm die kan worden geanalyseerd met behulp van computationele methoden.

met behulp van verschillende computationele instrumenten onderzoeken we de vlucht en de efficiëntie van de vlucht. De computationele tools die worden beschouwd zijn HallOpt, ASWING, FastAero, en 3DG. Elk van deze tools wordt hieronder kort gemarkeerd (zie de tools pagina voor details):

  • HallOpt: met behulp van het spoor van de trailing edge lijn kunnen we construeren en geschatte wake sheet. Met behulp van methoden voorgesteld door Hall et al., we onderzoeken deze wakes om te bepalen hoe vorticity moet worden verdeeld in het kielzog van een vleermuis als de lift en stuwkracht generatie wordt uitgevoerd op een efficiënte manier.
  • ASWING: met behulp van eenvoudige, maar nauwkeurige modellen voor aerodynamica, structuren en dynamica is het simuleren van de vlucht van een vleermuis of slagvoertuig eenvoudig.
  • FastAero: met behulp van een potentiaalstroommodel en de driedimensionale BBT-geometrie kan de stroom rond de BBT snel worden gesimuleerd met behulp van een versnelde potentiaalstroommethode. FastAero, oorspronkelijk ontworpen voor toepassingen voor analyse van vliegtuigen, is nuttig gebleken wanneer een tradoff tussen tijd en flow physics nauwkeurigheid gewenst is.
  • 3DG: 3DG is een discontinue Galerkin-methode voor het oplossen van de Navier Stokes-vergelijkingen. Deze methode is zeer nauwkeurig; kan echter tijdrovend zijn om te gebruiken voor grote 3-dimensionale simulaties. Als zodanig, wordt de methode gebruikt voor het bevestigen van resultaten en roviding inzicht in viskeuze effecten.

bekijk de links naar de rechterkant voor meer informatie over het project.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Back to Top