哈尔滨T程大学硕士学位论文 昆虫飞行和鱼类游动进行生物外部流体力学研究38)。孙茂等基于N-S方程研 究昆虫扑翼飞行的高升力机理和能耗问题3叨。德国Neef通过求解欧拉方程分 析了扑翼的三维流场4o。刘浩等基于三维非定常Navier-Stokes方程，对鹰蛾 悬停飞行作数值模拟，对动态失速的演化和非定常力作用过程作了分析。 余永亮等构建了用于理论模化小型昆虫拍翼过程的解析途径，研究了不同前 飞速度下拍动面倾角变化、动作时间比变化以及攻角变化对气动力和所需功 率的变化规律2。对于昆虫翼柔性变形效应，Wootton指出，昆虫翼在拍动 周期内半自动地变形，使其气动力得到优化3]。Combes和Daniel对鹰蛾翼 做了被动弹性变形实验，发现气动力对翼变形作用很小。 求解Navier-Stokes方程的方法无需假设涡的分布，比解析法和面元法严 格的多，但是Navier-Stokes方程的解对边界条件很敏感，边界条件略有偏差， 结果差别很大，而当前很难给出严格的非定常边界条件，求解完全 Navier-Stokes方程的计算工作量很大，简化流场容易引起较大计算误差。对 于三维非定常流动研究方法大致可分为叶素法、升力线法、面元法，三者对 于流场的假设不一致，其研究结果的可靠性还有待于进一步研究，虽然面元 法可以考虑翼型厚度的影响，并去掉尾流区无限薄的假设，但涡的奇点分布 仍然使涡的影响局限于翼面附近和尾流区很小区域内。 扑翼非定常流场实验研究包括流场显示和气动力测量两个内容。曾理江 等作了大量的昆虫飞行光测实验，研究了昆虫扑翼的运动参数，分析扑翼频 率、振幅等参数的力学规律4，进行了蜻蜓翼构型动态测量，研究其结构模 型和力学功能6。Ellington等研制了雷诺数与鹰蛾相同的扇翅模型4忉，研究 扇翅周围漩涡，认为前缘涡不脱落是昆虫翼产生高升力的机制之一。Fy等 测出了果蝇急速转弯过程中左、右翼运动不对称的系列运动学数据，并移至 ◆ 果蝇的智能模型实验中去进行测力，发现转弯过程中，惯性力大于摩擦力4。 杨基明等研制了模拟昆虫拍翅运动的二维和三维拍翅模型实验装置，可以通 过调节多个运动参数实现复杂的组合运动，研制了2D-DPV和相关处理软 件，能够定量提供连续多幅速度场分布数据49)。 5一S方程研 究昆虫扑翼飞行的高升力机理和能耗问题【391。德国Neef通过求解欧拉方程分 析了扑翼的三维流场【401。刘浩等基于三维非定常Navier．Stokes方程，对鹰蛾 悬停飞行作数值模拟，对动态失速的演化和非定常力作用过程作了分析【4¨。 余永亮等构建了用于理论模化小型昆虫拍翼过程的解析途径，研究了不同前 飞速度下拍动面倾角变化、动作时间比变化以及攻角变化对气动力和所需功 率的变化规律[421。对于昆虫翼柔性变形效应，Wootton指出，昆虫翼在拍动 周期内半自动地变形，使其气动力得到优化【431。Combes和Daniel对鹰蛾翼 做了被动弹性变形实验，发现气动力对翼变形作用很小Ⅲ】。 求解Navier-Stokes方程的方法无需假设涡的分布，比解析法和面元法严 格的多，但是Navier．Stokes方程的解对边界条件很敏感，边界条件略有偏差， 结果差别很大，而当前很难给出严格的非定常边界条件，求解完全 Navier．Stokes方程的计算工作量很大，简化流场容易引起较大计算误差。对 于三维非定常流动研究方法大致可分为叶素法、升力线法、面元法，三者对 于流场的假设不一致，其研究结果的可靠性还有待于进一步研究，虽然面元 法可以考虑翼型厚度的影响，并去掉尾流区无限薄的假设，但涡的奇点分布 仍然使涡的影响局限于翼面附近和尾流区很小区域内。 扑翼非定常流场实验研究包括流场显示和气动力测量两个内容。曾理江 等作了大量的昆虫飞行光测实验，研究了昆虫扑翼的运动参数，分析扑翼频 率、振幅等参数的力学规律【451，进行了蜻蜓翼构型动态测量，研究其结构模 型和力学功能【461。Ellington等研制了雷诺数与鹰蛾相同的扇翅模型【4 71，研究 扇翅周围漩涡，认为前缘涡不脱落是昆虫翼产生高升力的机制之一。Fry等 测出了果蝇急速转弯过程中左、右翼运动不对称的系列运动学数据，并移至 果蝇的智能模型实验中去进行测力，发现转弯过程中，惯性力大于摩擦力【4引。 杨基明等研制了模拟昆虫拍翅运动的二维和三维拍翅模型实验装置，可以通 过调节多个运动参数实现复杂的组合运动，研制了2D．DPIV和相关处理软 件，能够定量提供连续多幅速度场分布数据【491