Simulações de voo Bat

morcegos são animais únicos, e apresentam um modelo muito convincente para o voo de animais em pequena escala. As seguintes características dos morcegos e sua realização de voo são particularmente interessantes para inspirar desenvolvimentos no design de veículos aéreos não tripulados:

  • os morcegos são animais extremamente manouveráveis, muitas vezes capazes de mudanças rápidas na direção (captura de presas, manouvering, evasão de captura, etc). Esta manobrabilidade é desejável para veículos não tripulados, proporcionando o potencial para perchas, e voar através de ambientes urbanos.
  • os morcegos são veículos de voo eficientes e eficazes. Uma preocupação principal dos veículos aéreos não tripulados está ganhando uma plataforma eficiente de baixa potência.
  • os morcegos utilizam uma estrutura de membrana deformada para alcançar o voo. A membrana ativa utilizada pelos morcegos apresenta uma estratégia atraente para o voo UAV, onde as membranas seriam mais simples de projetar, construir e voar do que as asas emplumadas. As asas de membrana também podem fornecer vantagens aerodinâmicas, tais como indução de camber, alívio de empates, e empuxo mais suave.

neste projeto estamos examinando as características aeroestruturais do voo bat para determinar a aplicabilidade de estratégias estruturais semelhantes no projeto do veículo.

nossos colaboradores na Universidade Brown (Breuer Lab e Swartz Lab) fornecem a captura de vídeo digital estéreo de alta velocidade de alta velocidade de morcegos em voo (tanto em windtunnels e gaiolas de voo). Estes dados de vídeo são processados usando abordagens de captura de movimento de estado da arte. Após a captura de movimento, uma reconstrução tridimensional e um modelo de superfície dos morcegos são construídos. Estes modelos de alta fidelidade e precisão de tempo de voo bat fornecem uma forma precisa que pode ser analisada usando métodos computacionais.

usando várias ferramentas computacionais diferentes, estamos examinando o voo e a eficiência do voo. As ferramentas computacionais que são consideradas são HallOpt, ASWING, FastAero e 3DG. Cada uma destas ferramentas é brevemente destacada abaixo (Veja a página ferramentas para mais detalhes):

  • HallOpt: usando o traço da linha de borda de trilho podemos construir e aproximar a folha de Despertar. Usando métodos propostos por Hall et al., nós examinamos estes velórios para determinar como a vorticidade deve ser distribuída na esteira de um morcego se a geração elevador e impulso é realizada de uma maneira eficiente.
  • ASWING: o uso de modelos simples, mas precisos, para aerodinâmica, estruturas e dinâmica, simulando o voo de um bat ou de um veículo batente é simples.
  • FastAero: usando um modelo de fluxo potencial e a geometria bat tridimensional, o fluxo em torno da MTD pode ser simulado rapidamente usando um método de fluxo potencial acelerado. FastAero, originalmente projetado para aplicações de análise de aeronaves provou ser útil onde um tradoff entre o tempo e precisão física de fluxo é desejável.
  • 3DG: 3DG é um método descontínuo de Galerkin para resolver as equações de Navier Stokes. Este método é muito preciso; no entanto, pode ser demorado para usar em grandes simulações tridimensionais. Como tal, o método é utilizado para confirmar os resultados e fornecer informações sobre os efeitos viscosos.

por favor, explore os links para o lado direito para saber mais sobre o projeto.

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