一、无人机的新颖机翼——前掠翼（论文文献综述）
刘南宏[1]（2021）在《无人机压缩空气弹射系统研究》文中研究表明近年来,各种类型无人机在各方面的应用发展迅速。其中,固定翼无人机在起飞时易受地形等条件限制,因此亟需开发一种能够适用于不同复杂环境、可靠性强、成本低的辅助起飞方式。压缩空气弹射起飞优势明显,具有结构简单、运维费低、能量密度高、适用场景广且对环境无污染等优点。本文以适用于固定翼无人机的压缩空气弹射系统为研究对象,建立热力学模型,分析自变量参数对弹射性能的影响规律,对主要的零部件进行设计,使用AUTODYN软件搭建动态仿真模型模拟弹射过程,并对压缩空气的流动进行解析,最后开展相关实验研究。具体研究内容如下:（1）热力学建模与系统参数设计。从压缩空气弹射系统的工作原理出发,结合气体状态方程、能量守恒方程和弹射体的动力学方程,构建了压缩空气弹射的热力学模型,计算了储气罐体积、弹射筒直径和弹射长度等重要零部件参数对弹射性能的影响规律,提出了一种压缩空气弹射系统的总体设计方法。（2）动态仿真模拟分析。基于压缩空气弹射系统的特点,采用显式非线性动力学软件搭建了压缩空气弹射的动态仿真模型,模拟出弹射全过程。与原理样机实验结果作对比,验证了仿真模型的准确性。研究分析了弹射过程中弹射体速度等运动参数和储气罐、弹射筒内不同位置处的空气压力变化规律,获得了弹射过程的压缩空气作用机理。（3）弹射器研制与实验研究。研制了压缩空气弹射器,针对50kg固定翼无人机进行了弹射实验,并开展了详细的性能测试,分析了储气装置内空气压力值和无人机加速度、速度和位移等运动参数随时间的变化曲线,总结得到了弹射器的工作性能参数,具备工程化基础。
杭晓晨[2]（2019）在《大柔性飞行器气弹系统建模及稳定性分析》文中提出高空长航时大柔性飞行器可用于执行侦察、监测、预警和通信中继等任务,具有广阔的发展潜力及应用前景,是临近空间飞行器重要的结构形式之一。为了提高气动效率、任务载荷,此类飞行器通常采用轻质复合材料,具有大展弦比柔性机翼。大柔性飞行器结构与气动荷载耦合形成的气动弹性问题,与传统飞机有很大区别,体现在结构变形较大、系统中不确定性因素突出、弹性振动与刚体模态产生耦合等方面。这些特点决定了以往的非定常气动力理论、气弹稳定性建模和分析方法可能并不再适用。因此,有必要发展新的气弹系统动力学建模和稳定性求解方法,为此类新型大柔性飞行器的结构设计与气弹分析提供支撑。在上述需求的牵引下,本文主要开展了以下研究工作:1、研究了大柔性飞行器气弹稳定性分析特征值问题的构造及求解方法。将控制理论中的结构奇异值理论应用到气弹系统的稳定性分析中,以来流动压为有界摄动量,构造状态空间域的系统矩阵和特征值问题,最终获得标称气弹稳定性边界。算例研究表明,相比于经典的频域颤振分析方法,该方法具有更好的精度,得到的稳定性边界与实验值更吻合。该方法作为本文后续气弹系统稳定性分析的理论基础。2、提出了一种具有统一形式的气弹系统状态空间建模方法。对几种常用的非定常气动力理论模型进行了推导,并结合有限元模型的状态空间方程,给出了建立于状态空间的气弹系统统一形式。在此统一形式的基础上,研究了气弹系统与控制系统的耦合、颤振模态追踪等问题。算例研究表明,该方法具有形式统一、易于多学科耦合、能够兼顾时/频域分析的优点。采用文本提出的基于左-右特征向量正交检验的模态追踪算法,能够比传统的基于MAC值的模态追踪算法更为准确地分辨大柔性飞行器结构颤振模态变化趋势。后续章节针对大柔性飞行器气弹稳定性的研究都采用了本章提出的统一状态空间建模方法。3、建立了基于非定常涡格法气动力理论的柔性飞行器结构时间步长推进仿真框架。提出了一种基于瞬时变形信息的时变无限板样条插值方法,基于此插值方法给出了非定常涡格法与梁单元有限元结构、壳单元有限元模型的耦合分析框架。为了构造气弹系统的时域离散状态空间方程以便进行稳定性分析,研究了基于UVLM非定常气动力的解析气弹灵敏度分析方法。算例研究表明,时变无限板样条插值相对于传统方法更符合实际情况,得到的气动荷载分布更为准确。基于链式法则的解析气弹灵敏度分析方法能够解决UVLM时间迭代仿真不易求解特征值的问题。采用了三种不同建模精度的大柔性飞行器结构模型,验证了基于UVLM气动力的气弹系统建模和稳定性分析方法的有效性。4、研究了基于结构奇异值理论的大柔性飞行器结构鲁棒颤振稳定性分析方法。推导了基于结构奇异值理论的气弹系统线性分式变换结构形式,并给出了考虑结构刚度/阻尼参数不确定性、模态参数不确定性、气动力参数不确定性的鲁棒气弹系统建模方法。算例研究表明,在构建标准P-Δ反馈系统时,将参数不确定性项提取为增广方程,可以显着降低代数推导工作量。在大展弦比长直机翼结构中,气弹稳定性对模态阻尼参数不确定性最为敏感,对于气动力参数不确定性较不敏感。由于计及了不确定性的不利取值影响,鲁棒颤振稳定边界总是小于标称颤振边界。将算例结果与文献值对比,证明了本文提出的基于结构奇异值理论的鲁棒气弹稳定性分析方法准确有效。5、研究了大柔性飞行器结构考虑刚弹耦合效应后的建模和稳定性分析方法。将平均轴系法与前文所述的气弹系统统一状态空间方程结合,发展了一种模态坐标下的刚弹耦合建模方法。通过定义合适的平均轴系,并假设整机瞬时质心不变,在飞行器平衡状态附近将刚体运动方程线性化,进而得到与弹性运动无耦合项的整机刚体运动方程。联合气弹系统统一状态空间模型,叠加得到考虑刚弹耦合的气弹系统控制方程。通过混合机翼体模型的仿真算例验证了考虑刚弹耦合效应后系统建模与稳定性分析方法的有效性。算例研究表明,考虑刚弹耦合效应后的全机自由模态基频小于约束的悬臂机翼模型的基频。刚弹耦合效应使得结构的稳定性边界降低,在本文采用的混合机翼体模型中,降幅达到了29.6%。体自由度颤振表现为刚体短周期模态与机翼对称一弯模态耦合诱发的颤振。
冷烨[3]（2019）在《仿蝴蝶飞行器的设计与制造研究》文中提出仿生的扑翼微飞行器的研究一直是人们关注的重点,蝴蝶在飞行中表现出的机动性、敏捷性和强大的适应能力,让很多学者对仿蝴蝶的扑翼飞行器产生了浓厚的兴趣。仿蝴蝶扑翼飞行器有着很多大型固定翼和旋翼飞行器所不具备的优势,比如空间受限的环境中完成探测、救援、搜索、侦察等任务。本文围绕仿蝴蝶扑翼飞行器,开展了如下的工作:本文首先对国内外已有蝴蝶飞行机理的研究成果进行研读,之后对蝴蝶翅膀进行初步探讨,一方面分析了其翅膀扇动时的受力情况,另一方面分析了蝴蝶滑翔状态下的受力情况,并计算出了蝴蝶滑翔状态下的升力大小。之后,在理论上初步提出一种仿蝴蝶扑翼飞行器的设计方案。利用3D建模软件对该设计方案进行模型建立,通过有限元分析软件对翅膀进行强度校核,验证了翅膀强度的合理性。在此基础上对仿生蝴蝶扑翼飞行器的主要部分,即飞行器的驱动机构、机翼设计进行了材料选择和加工。最终成功制作出样机。该仿蝴蝶扑翼飞行器由舵机直驱,翼展为49.8cm,机身总长37.9cm,整机重量为32.2g。之后针对仿蝴蝶扑翼飞行器进行驱动结构设计,并制作出了相应的硬件电路。制造装配出整机后,通过实验平台对仿蝴蝶扑翼飞行器的升力和翅膀拍打状态分别进行测试,得到了该仿蝴蝶扑翼飞行器的升力-时间曲线和拍打角-时间曲线,测得该飞行器的升力为0.272N,拍打频率在1.1Hz左右,最大拍打角为136度。
曹雪宇[4]（2018）在《内腔分流式机翼气动特性研究》文中认为无人机气动设计是无人机设计的一项重要环节,是决定无人机飞行性能品质的重要因素。本文对固定翼的一种特殊气动布局机翼进行研究,设计了一种具有内腔分流式结构的特殊气动布局无人机,对其气动效率进行深入研究。针对无人机气动设计的要求,本文着重于设计了一种气流通过机翼内部,并从机翼上表面流出的特殊结构翼型。通过实物模型的制作和风洞吹风实验完成机翼和整体无人飞机的气动特性研究;同时,对试验模型进行仿真分析,形成对比分析;以得出内腔分流式翼型的气动特性。本文的研究工作主要包括以下内容:1、建立无人机机翼内部结构环境设计选择符合研究条件的翼型,设计完成研究机翼的内部结构环境,并做初步的气动特性方面的理论分析。2、无人机机翼气动分析及优化改进设计将研究机翼制作成实物模型,进行风洞实验,得出气动性能参数。同时,将普通翼型进行风洞实验,然后将两者分析对比。对比之后对翼型进行优化改进设计,将改进之后的翼型制作实物模型,进行风洞实验,以获得更好的气动特性。3、无人机三维建模及气动仿真分析为了验证本文研究的内腔分流式翼型的是否具有良好的气动效率,将建好的三维模型进行流体力学CFD气动仿真分析。利用Hypermesh网格划分软件对模型进行气动网格划分,然后利用仿真分析软件STAR CCM+软件进行气动仿真计算,得出气动特性参数。4、无人机模型风洞实验研究及分析无人机的总体气动设计。在这部分,将整架飞机总体气动参数设计好,包括飞机机身的选择,平尾的设计,垂尾的设计等。然后结合本文上一章研究的内腔分流式机翼,对整架飞机进行风洞实验研究,得出气动特性参数,完成分析。通过本文研究发现,内腔分流式机翼相比同种翼型的普通机翼具有较好的气动特性,在机翼的气动特性研究中提供了参考依据,具有一定的研究价值。
张翰[5]（2017）在《关于飞机前掠翼的发展及分析》文中研究指明在高新科技引领时代发展的今天,飞机制造领域的发展很大程度上就能代表国家的国际地位。在当前情况下,后掠翼飞机是各个国家空军装备的主要飞行器。后掠翼飞机在高空高速有着比较好的机动性能,但是前掠翼可以使飞机的气动性能大大提高,使得飞机在飞行时机动性能成倍地提高。由于技术和材料的制约,使得前掠翼飞机不能够很好地推广和应用。前掠翼飞机的流行和推广必然离不开材料技术的高速发展,更多性能更为优异的材料将为前掠翼技术的发展奠定基础。
石领先[6]（2017）在《翼身融合无人机的总体设计与气动分析》文中研究说明无人机技术在世界范围内蓬勃发展。不断涌现出性能各异、技术先进以及用途广泛的无人机。翼身融合无人机布局将传统的机身与机翼结构融合,与传统的桶状机身加机翼布局飞机相比,具有结构重量轻、空气动力效率高、低雷达反射面、经济性好以及飞机内部空间利用率高等优点。翼身融合无人机在军用领域和民用领域越来越受到各国的重视。本文设计了一种中小型翼身融合无人机,论证了其总体布局,通过风洞实验对翼身融合无人机模型进行了气动分析。研究的具体内容包括以下几点:1、设计了一种翼身融合无人机。通过Profili软件选用具有明显优势的S3010翼型,确定了机翼的几何形状以及无人机的几何形状,完成了翼身融合无人机的总体设计。并且运用航模材料制作了这种翼身融合无人机的模型实物。2、研究了翼身融合无人机气动分析理论与实验系统。首先研究了风洞工作原理以及风洞试验相似准则,阐述了这十二个相似准则对风洞试验的影响,讨论了不同条件下的主要相似准则。然后研究了低速风洞实验系统,阐述了低速风洞的组成、主要相似参数及试验段气流品质的基本要求,对调速风机控制柜、洞体结构、角度控制系统、测量控制系统和数据采集系统的组成和功能作用进行了研究。3、通过风洞实验,对该翼身融合无人机模型进行了气动分析。首先通过风洞对设计制作的翼身融合无人机模型进行吹风试验,得出了不同迎角、偏航角和风速下的一系列气动参数值,具体包括:不同迎角和风速下的升力系数、阻力系数、极曲线、升阻比、俯仰力矩系数,以及不同偏航角和风速下的升力系数、阻力系数、侧力系数、偏航力矩系数。并把这些气动参数值绘制成曲线图,对试验结果进行了分析。然后通过三层平尾、一层平尾及加涡流器的方式对翼身融合无人机进行局部改变,对改变后的模型同样进行了气动分析。
郑永乾[7]（2016）在《三翼气动布局小型炸弹的气动特性仿真研究》文中进行了进一步梳理小型化是制导炸弹发展的一个趋势。小型制导炸弹直径小,重量轻,大都不携带动力装置,为了提高射程,常采用大展弦比气动外形,但翼片在飞行时会发生气动变形。本文重点考虑弹体、翼型以及翼片形状等结构因素,设计了一种三翼气动布局的小型炸弹,并对其气动特性和气动变形进行了仿真,为制导弹药的小型化设计与发展提供借鉴。利用Spalart-Allmaras湍流“模型”,对制导炸弹亚音速下的气动特性进行了仿真计算,得到了翼片形状对三翼气动布局的炸弹的气动特性的影响规律以及翼片形状相同时翼片数目对制导炸弹的气动特性的影响规律。针对炸弹飞行中翼片变形的问题,利用双向流固耦合方法,对三翼气动布局炸弹弹性翼的气动变形进行了仿真计算,得到了翼片材料和来流速度与攻角对其气动变形的影响规律以及翼片变形对气动特性的影响规律,并与刚性翼的气动特性进行了对比。结果表明：（1）对于二分之一翼展为100mm、150mm、200mm、250mm的四种三片翼片的炸弹,二分之一翼展越大其升阻比与稳定性越大；（2）对于前缘夹角θ为30°、41°、60°、90°、120°的五种三片翼片的炸弹,前缘夹角越小稳定性越好,在小攻角时,前缘夹角为60°的炸弹升阻比最大；（3）对于翼片形状相同翼片数目分别为两片、三片、四片的三种炸弹,两片翼片的制导炸弹的升阻比最大,三种炸弹稳定性相近；（4）对于三片翼片的炸弹在四种翼片材料时,弹性翼的气动特性优于刚性翼,且在一定范围内,翼片材料的弹性模量越小制导炸弹的气动特性越好。
杨超,黄超,吴志刚,唐长红[8]（2015）在《气动伺服弹性研究的进展与挑战》文中研究表明飞机、导弹等飞行器的气动伺服弹性（ASE）问题源于空气动力、结构弹性以及控制系统之间的复杂耦合。随着飞行器朝着结构更轻、速度更快、性能更好的目标发展,该问题日益突出,直接影响飞行安全与性能。经过六十余年的研究,国内外在ASE分析、综合与试验方面取得了卓有成效的进展。近十余年来,若干新问题因非常规构型飞行器设计的发展而暴露出来,对ASE研究施加巨大挑战,值得重点分析。鉴于此,讨论了ASE分析中的刚弹耦合、非线性、推力矢量以及系统辨识等问题,对ASE综合中的阵风减缓、颤振主动控制和ASE优化问题加以阐述,强调了ASE试验中需要重视的技术,简要介绍了近十余年国外代表性的ASE试验项目案例,指出了一些ASE研究的新动向,并对国内的ASE研究给出了建议。
郝银凤[9]（2012）在《基于仿生学的变体机翼探索研究》文中认为仿生变体飞行器是一种新概念飞行器，在军事与民用领域存在广泛应用前景，是目前国内外的研究热点。与传统固定翼和旋翼飞行器相比，仿生变体机翼飞行器存在独特性能优势，必将在飞行器研究中占有重要地位。同时仿生变体飞行器作为新型飞行器形式，对航空技术的发展有重大意义。本文针对多自由度仿生变体机翼的相关设计与驱动性能进行探索研究。主要研究内容包括：首先，从鸟类的飞行原理出发，分析鸟类扑翼、滑翔和翱翔飞行方式下的飞行特点。研究鸟类与飞行相关的大小胸肌和翅膀的结构与功能以及对仿生学的启示，为仿生研究提供理论基础。其次，以鸽子为对象进行生物力学研究。观察研究鸽子的外部形态，比较归纳赛鸽有利于飞行的翅膀几何形状。通过鸽子解剖、电刺激和红外热成像，研究鸽子与飞行相关的骨骼、肌肉系统以及飞行过程中的姿态变化。在此基础上，提出了两关节的变体机翼结构，研究前后掠角和上下反角对于机翼的气动性能影响，表明所设计变体机翼能够较好的在结构与功能上实现对鸟类飞行的模拟。然后，针对不同飞行方式的鸟类的翅膀几何形状特点，分别对扑翼飞行与翱翔飞行的目标进行飞行姿态优化布局。选取鸽子为扑翼飞行鸟类代表，变体机翼的几何形状按照长距离飞行冠军赛鸽的气动外形进行设计，通过控制关节角度的变化范围和稳定特性，得到变体机翼在起飞/着陆、突防俯冲和巡航时的关节角度配置，并分别对三种任务姿态进行气动分析。选取具有卓越翱翔性能的信天翁为滑翔与翱翔飞行鸟类代表，按照与仿鸽子变体机翼同样的技术手段，得到三种任务状态的关节配置角度和气动特性。机翼的优化布局外形与飞行鸟类的姿态较好匹配。最后，选取进行前后掠和上下反的单关节为对象，研究设计关节运动的驱动结构。选择SMA弹簧作为驱动元件，研究热处理训练时间、弹簧直径和弹簧圈数对SMA弹簧力学性能的影响。对SMA弹簧进行电驱动，分析研究SMA弹簧温度和力学性能与电流大小的关系。设计制作变体机翼单关节驱动结构，得到电流与偏转角度关系，从而得到每个关节目标偏转角下的输入电流。
柳兆伟[10]（2012）在《大展弦比大挠性机翼流固耦合数值分析研究》文中进行了进一步梳理随着材料、能源、控制等技术的发展，高空长航时无人机技术受到越来越多国家的重视。该类型无人机一个突出的特点就是具有轻质的大展弦比机翼结构，其刚度远远小于传统飞行器。因而，此类飞行器在受到气动力的作用下，结构将会出现大的变形，这种变形呈现出强的几何非线性特性；结构大变形的同时，气动力分布与刚性机翼相比也有很大不同。对于这一问题的分析，需要联合结构与气动进行耦合求解，也就是飞行器的流固耦合分析问题。本文采用流体和固体弱耦合的分析方法，完成了大展弦比大挠性机翼结构的动、静态分析。这种方法是将结构和流体独立建模计算，再通过交界面的数据传递来完成耦合。因此，该方法的关键在于结构和流场的精确求解以及耦合过程的实现。本文以大展弦比大挠性机翼为研究对象，以流固弱耦合方式为主线，开展了以下几个方面的研究：（1）对大展弦比大挠性飞行器做了调研，分析研究了此类飞行器的特点，并总结了求解流固耦合问题数值方法的发展及研究现状。（2）分别从结构非线性与低雷诺数定常/非定常气动力出发，采用理论分析与数值模拟相结合的方式对结构非线性和低雷诺数气动力进行了研究。（3）分析研究了流体与结构弱耦合计算的关键技术与难点。特别是方程耦合的方法、不匹配网格之间数据插值方式、适应于大变形的动网格技术，以及计算的分布与并行技术等。（4）最后，本文采用弱耦合的方式对大展弦比大挠性机翼结构进行计算分析。首先对算例进行分析计算，并与文献对比，验证了耦合方法的可行性与有效性。然后分别采用单向耦合和双向耦合的方法，对大展弦比大挠度机翼流固耦合问题进行了静态和动态分析。
二、无人机的新颖机翼——前掠翼（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无人机的新颖机翼——前掠翼（论文提纲范文）
（1）无人机压缩空气弹射系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 固定翼无人机概述 |
| 1.2.2 无人机发射技术 |
| 1.2.3 压缩空气弹射技术研发现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 研究对象及方法 |
| 2.1 压缩空气弹射工作原理 |
| 2.2 热力学模型 |
| 2.3 仿真模拟方法 |
| 2.3.1 ANSYS AUTODYN软件 |
| 2.3.2 计算原理与求解算法 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 弹射系统设计及仿真研究 |
| 3.1 基于热力学模型的参数设计 |
| 3.1.1 不同参数对弹射性能的影响规律 |
| 3.1.2 参数设计流程 |
| 3.2 原理样机实验与仿真 |
| 3.2.1 原理样机实验台简介 |
| 3.2.2 动态仿真模型 |
| 3.2.3 网格无关性验证 |
| 3.2.4 样机实验与仿真结果对比 |
| 3.3 弹射过程仿真分析 |
| 3.3.1 弹射过程参数变化规律分析 |
| 3.3.2 压缩空气流动过程分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 无人机弹射实验研究 |
| 4.1 压缩空气弹射器设计 |
| 4.2 数据测量与采集系统 |
| 4.2.1 压力测量 |
| 4.2.2 运动参数测量 |
| 4.2.3 数据采集系统 |
| 4.3 无人机弹射实验与仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与科研成果 |
（2）大柔性飞行器气弹系统建模及稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 大柔性飞行器的发展现状与趋势 |
| 1.1.2 大柔性飞行器的气弹稳定性问题 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非定常气动力模型 |
| 1.2.2 大柔性飞行器的结构和气弹系统建模方法 |
| 1.2.3 气弹系统鲁棒稳定性分析方法 |
| 1.2.4 大柔性飞行器刚弹耦合效应研究 |
| 1.3 本文的研究内容与安排 |
| 第二章 气弹颤振特征值问题构造及分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 典型气弹系统动力学方程 |
| 2.3 经典频域颤振分析方法 |
| 2.3.1 V-g法 |
| 2.3.2 p-k法 |
| 2.4 控制理论中的稳定性分析方法 |
| 2.4.1 状态空间方程和根轨迹法 |
| 2.4.2 基于结构奇异值的动压摄动稳定性分析方法 |
| 2.5 二元机翼的颤振稳定性分析 |
| 2.6 三维机翼的颤振稳定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 气弹系统的状态空间统一建模方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多种气动力理论的统一状态空间建模方法 |
| 3.2.1 Wagner函数 |
| 3.2.2 有限状态入射流理论 |
| 3.2.3 基于有理函数拟合的气动力理论 |
| 3.3 气弹状态空间模型的统一形式 |
| 3.4 统一状态空间建模方法与控制系统的耦合 |
| 3.5 基于左右特征向量正交检验的颤振模态追踪方法 |
| 3.6 仿真算例与验证 |
| 3.6.1 二元翼段模型 |
| 3.6.2 线性翼盒模型 |
| 3.6.3 大柔性悬臂机翼模型 |
| 3.6.4 混合机翼体整机模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于非定常涡格法的柔性飞行器气弹稳定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非定常涡格法的基本理论 |
| 4.2.1 不可穿透边界条件 |
| 4.2.2 作用于气动面上的气动荷载 |
| 4.2.3 自由尾涡演化模型 |
| 4.3 时变结构-气动插值与耦合分析框架 |
| 4.4 构建气弹系统离散状态空间方程 |
| 4.5 基于UVLM非定常气动力的气弹灵敏度分析 |
| 4.6 仿真算例验证 |
| 4.6.1 梁单元大展弦比长直机翼 |
| 4.6.2 壳单元大展弦比长直机翼 |
| 4.6.3 后掠飞翼模型 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于结构奇异值理论的鲁棒颤振稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结构奇异值理论及鲁棒稳定性判据 |
| 5.2.1 小增益定理及稳定性判据 |
| 5.2.2 结构奇异值理论 |
| 5.2.3 LFT与标准P-Δ模型 |
| 5.3 基于结构奇异值理论的气弹系统鲁棒稳定性分析框架 |
| 5.4 考虑结构刚度/阻尼不确定性的鲁棒颤振分析方法 |
| 5.5 考虑结构模态参数不确定性的鲁棒颤振分析方法 |
| 5.6 考虑气动力不确定性的鲁棒颤振分析方法 |
| 5.7 算例验证 |
| 5.7.1 存在阻尼和刚度不确定性的二自由度翼段模型 |
| 5.7.2 存在模态和气动力不确定性的大展弦比长直机翼模型 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 大柔性飞行器考虑刚弹耦合的体自由度颤振分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 坐标系定义与变量换算 |
| 6.3 考虑刚弹耦合效应的整机动力学建模 |
| 6.4 混合机翼体模型算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究工作及结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（3）仿蝴蝶飞行器的设计与制造研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 蝴蝶飞行机理研究现状 |
| 1.2.2 国内外蝴蝶样机研究现状 |
| 1.2.3 国内外仿昆虫扑翼飞行器样机研究现状 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.3.1 设计特点 |
| 1.3.2 应用前景 |
| 1.4 论文的研究思路和主要内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 第二章 仿蝴蝶飞行器力学理论初探 |
| 2.1 微飞行器方案设计步骤 |
| 2.2 蝴蝶扑翼飞行的分析 |
| 2.3 蝴蝶翅膀扑翼运动的气动力分析 |
| 2.4 蝴蝶滑翔运动的气动力分析 |
| 2.4.1 滑翔状态的升力计算 |
| 2.4.2 柔性翅膀与刚性翅膀的升力比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 仿蝴蝶飞行器结构设计 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.2 整机建模 |
| 3.3 传动机构设计 |
| 3.4 机翼的设计 |
| 3.5 翅膀强度校核 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 仿蝴蝶扑翼飞行器加工制造 |
| 4.1 材料选择 |
| 4.1.1 主体材料选择和加工 |
| 4.1.2 翅翼材料的选择和加工 |
| 4.2 传动机构选择 |
| 4.3 整机装配 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 仿蝴蝶飞行器的样机测试 |
| 5.1 控制硬件设计方案 |
| 5.1.1 主控芯片与传感器选型 |
| 5.1.2 硬件原理图与PCB |
| 5.2 传感器滤波、姿态控制和定位 |
| 5.2.1 姿态解算与互补滤波 |
| 5.3 多环PID姿态控制 |
| 5.4 姿态模拟 |
| 5.5 仿生蝴蝶飞行器样机测试 |
| 5.5.1 整机系统展示及重量 |
| 5.5.2 样机升力测试 |
| 5.5.3 翅拍运动测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 后续研究工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（4）内腔分流式机翼气动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状与关键技术 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 无人机气动设计关键技术 |
| 1.3 主要研究工作和内容安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 内腔分流式翼型气动设计及实验系统 |
| 2.1 内腔分流式翼型设计 |
| 2.1.1 翼型选择 |
| 2.1.2 翼型结构设计 |
| 2.2 翼型模型制作 |
| 2.3 实验系统 |
| 2.3.1 低速风洞气流品质的基本要求 |
| 2.3.2 风洞主要部件介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 内腔分流式机翼风洞实验及结果分析 |
| 3.1 模型风洞实验 |
| 3.1.1 风洞实验准备工作 |
| 3.1.2 数据采集 |
| 3.1.3 翼型风洞实验目标 |
| 3.2 实验结果处理 |
| 3.2.1 实验结果处理方法 |
| 3.2.2 实验翼型的气动特性分析 |
| 3.3 试验模型的改进优化设计 |
| 3.4 改进翼型实物制作 |
| 3.5 改进机翼实验数据分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于流体力学CFD气动仿真分析 |
| 4.1 三维模型建立及仿真平台介绍 |
| 4.1.1 建模工具CATIA简介及模型建立 |
| 4.1.2 STARCCM+仿真软件简介 |
| 4.2 控制方程 |
| 4.3 STARCCM+仿真过程 |
| 4.4 计算结果及分析 |
| 4.4.1 仿真数据处理分析 |
| 4.4.2 仿真结果总结分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 无人机总体气动设计与分析 |
| 5.1 无人机气动设计及参数 |
| 5.1.1 无人机基本参数 |
| 5.1.2 无人机气动设计 |
| 5.2 试验模型制作 |
| 5.3 无人机风洞实验 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.4.1 飞机的气动力系数 |
| 5.4.2 实验结果处理及分析 |
| 5.4.3 实验分析总结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）关于飞机前掠翼的发展及分析（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 前掠翼的认知与发展 |
| 1.1 前掠翼技术的优点 |
| 2 前掠翼设想 |
| 2.1 前掠翼的结构与材料 |
| 2.2 前掠翼的连接 |
| 2.3 前掠翼飞机的外形 |
| 3 总结与展望 |
（6）翼身融合无人机的总体设计与气动分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 军用领域研究现状 |
| 1.2.2 民用领域研究现状 |
| 1.3 主要研究工作与内容安排 |
| 第2章 翼身融合无人机总体设计与模型制作 |
| 2.1 翼身融合无人机总体设计 |
| 2.1.1 翼型选择 |
| 2.1.2 机翼外形设计 |
| 2.1.3 翼身融合无人机三维模型 |
| 2.2 翼身融合无人机模型制作 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 翼身融合无人机气动分析理论与实验系统 |
| 3.1 相似准则 |
| 3.2 相似准则的影响 |
| 3.3 低速风洞气流品质的基本要求 |
| 3.4 翼身融合无人机气动分析实验系统 |
| 3.4.1 调速风机控制柜 |
| 3.4.2 洞体结构 |
| 3.4.3 角度控制系统 |
| 3.4.4 测量控制系统 |
| 3.4.5 数据采集系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 翼身融合无人机气动分析 |
| 4.1 实验目的与方案 |
| 4.2 试验步骤 |
| 4.2.1 模型安装 |
| 4.2.2 参数设置 |
| 4.2.3 测点状态设置 |
| 4.2.4 数据采零 |
| 4.2.5 启动风洞 |
| 4.2.6 数据采集 |
| 4.2.7 数据保存 |
| 4.3 试验结果与分析 |
| 4.3.1 飞行迎角的影响 |
| 4.3.2 飞行偏航角的影响 |
| 4.4 实验结论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 翼身融合无人机局部改变后气动分析 |
| 5.1 实验目的与方案 |
| 5.2 风速 18m/s试验结果与分析 |
| 5.3 风速 28m/s试验结果与分析 |
| 5.4 主要飞行性能估算 |
| 5.5 实验结论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）三翼气动布局小型炸弹的气动特性仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外制导炸弹的研制现状 |
| 1.3 论文相关技术的研究现状 |
| 1.3.1 计算流体力学在弹药领域的研究现状 |
| 1.3.2 流固耦合仿真技术的研究现状 |
| 1.3.3 柔性翼的研究现状 |
| 1.4 本文主要的研究内容 |
| 2 小型炸弹的气动外形设计 |
| 2.1 小型炸弹的气动布局选择 |
| 2.2 小型炸弹弹体的气动设计 |
| 2.2.1 弹头部结构设计 |
| 2.2.2 弹体中部及尾部设计 |
| 2.3 小型炸弹的翼片设计 |
| 2.3.1 翼型对炸弹的气动特性的研究 |
| 2.3.2 小型炸弹翼片平面形状的研究 |
| 2.4 小型炸弹的总体气动布局 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 小型炸弹的气动特性仿真研究 |
| 3.1 小型炸弹的气动特性仿真方法及其验证 |
| 3.1.1 计算流体力学在弹箭设计中的应用 |
| 3.1.2 计算流体力学的相关理论 |
| 3.1.3 网格划分 |
| 3.1.4 仿真方法的验证 |
| 3.2 不同翼展的炸弹的仿真研究 |
| 3.2.1 仿真模型及前处理 |
| 3.2.2 仿真结果研究 |
| 3.3 不同翼片前缘夹角的炸弹的仿真研究 |
| 3.3.1 仿真模型及前处理 |
| 3.3.2 仿真结果研究 |
| 3.4 不同翼片数目气动布局的气动仿真对比 |
| 3.4.1 仿真模型及前处理 |
| 3.4.2 仿真结果研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于双向流固耦合方法的弹性翼小型炸弹气动特性研究 |
| 4.1 ANSYS/Workbench双向流固耦合仿真 |
| 4.1.1 双向流固耦合求解过程 |
| 4.1.2 控制方程 |
| 4.1.3 耦合交界面的处理方法 |
| 4.2 小型炸弹的流固耦合仿真计算 |
| 4.2.1 仿真模型与网格 |
| 4.2.2 边界条件设置与材料属性 |
| 4.3 弹性翼与刚性翼气动特性的对比研究 |
| 4.3.1 气动力的对比研究 |
| 4.3.2 俯仰力矩系数的对比研究 |
| 4.3.3 翼片材料对炸弹气动变形的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结束语 |
| 5.1 主要研究工作总结 |
| 5.2 有待进一步解决的问题 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）基于仿生学的变体机翼探索研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义及应用前景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 国外对仿生变体机翼飞行器的研究现状 |
| 1.2.1.1 生物学机理 |
| 1.2.1.2 仿生飞行器 |
| 1.2.1.3 变体机翼 |
| 1.2.2 国内对仿生变体机翼飞行器的研究现状 |
| 1.2.2.1 生物学机理 |
| 1.2.2.2 仿生飞行器 |
| 1.2.2.3 变体机翼 |
| 1.3 关键问题及技术路线 |
| 1.3.1 关键问题 |
| 1.3.1.1 空气动力学问题 |
| 1.3.1.2 结构和运动机构研制问题 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 章节内容 |
| 第二章 鸟类的飞行原理 |
| 2.1 鸟类的飞行模式与飞行特点 |
| 2.1.1 鸟类的飞行模式 |
| 2.1.2 鸟类的飞行特点 |
| 2.1.3 鸟类的胸部、翅膀结构与功能 |
| 2.1.3.1 鸟类的胸部结构和功能 |
| 2.1.3.2 鸟类翅膀的结构和功能 |
| 2.2 鸟类对仿生机翼研究的启示 |
| 2.2.1 翅膀仿生 |
| 2.2.2 翅膀气动力学与运动学仿生 |
| 2.2.3 胸部胸深肌与胸浅肌仿生 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于鸟类胸部、翅膀结构的生物力学的变体机翼结构设计 |
| 3.1 鸟类翅膀结构的外部形态研究 |
| 3.1.1 翅膀几何外形 |
| 3.1.2 羽毛与羽片结构 |
| 3.2 鸟类胸部、翅膀的内部结构研究 |
| 3.2.1 与飞行有关的肌肉结构与功能研究 |
| 3.2.2 与飞行有关的骨骼结构研究 |
| 3.3 鸟类运动姿态研究 |
| 3.3.1 电刺激探索研究 |
| 3.3.2 利用红外摄像仪研究飞行姿态 |
| 3.4 变体机翼结构设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 仿鸟类变体机翼布局优化 |
| 4.1 XFLR5 软件及翼型分析 |
| 4.1.1 XFLR5 软件可行性分析 |
| 4.1.2 翼型气动特性 |
| 4.2 展弦比选择 |
| 4.3 仿扑翼鸟类的变体机翼研究 |
| 4.3.1 机翼平面形状设计 |
| 4.3.2 变体机翼布局优化 |
| 4.3.2.1 起飞和着陆过程 |
| 4.3.2.2 突防俯冲过程 |
| 4.3.2.3 巡航过程 |
| 4.3.3 结果分析 |
| 4.4 仿翱翔鸟类的变体机翼研究 |
| 4.4.1 信天翁的研究意义 |
| 4.4.2 信天翁的运动学分析 |
| 4.4.3 变体机翼布局优化 |
| 4.4.3.1 起飞和着陆过程 |
| 4.4.3.2 突防俯冲过程 |
| 4.4.3.3 巡航过程 |
| 4.4.4 结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 变体机翼结构驱动实验研究 |
| 5.1 变体机翼结构制作 |
| 5.1.1 翼梁材料选择 |
| 5.1.2 表面铺层材料选择 |
| 5.1.3 工艺制备及样件 |
| 5.2 单关节驱动结构的设计与测试 |
| 5.2.1 驱动元件 |
| 5.2.2 单关节变体的原理分析 |
| 5.2.3 SMA 弹簧驱动结构设计、制作 |
| 5.2.3.1 热处理与训练时间 |
| 5.2.3.2 弹簧圈数 |
| 5.2.3.3 弹簧直径 |
| 5.2.4 SMA 弹簧电驱动特性 |
| 5.2.5 驱动结构设计与测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）大展弦比大挠性机翼流固耦合数值分析研究（论文提纲范文）
| 图目录 |
| 表目录 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大展弦比大挠性无人机概述 |
| 1.1.1 “太阳神”无人机 |
| 1.1.2 “微风”无人机 |
| 1.1.3 “全球观测者”无人机 |
| 1.1.4 “鬼眼”无人机 |
| 1.2 大展弦比大挠性飞行器特点 |
| 1.3 流固耦合问题数值分析的发展及研究现状 |
| 1.3.1 流固耦合本质 |
| 1.3.2 流固耦合问题数值计算研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作和内容 |
| 第二章 结构分析基础 |
| 2.1 结构模型 |
| 2.2 结构非线性 |
| 2.3 结构非线性的求解方法 |
| 2.3.1 有限元方法 |
| 2.3.2 非线性有限元方程求解 |
| 2.4 算例验证与机翼分析计算 |
| 2.4.1 非线性问题典型算例 |
| 2.4.2 大展弦比大挠性机翼分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低雷诺数机翼气动性能分析与计算研究 |
| 3.1 低雷诺数翼型典型流动特性分析 |
| 3.2 流体计算模型 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 不可压缩黏性流动中压力的处理 |
| 3.2.3 Spalart-Allmaras 湍流模型 |
| 3.3 计算流的求解步骤与算例验证 |
| 3.3.1 求解步骤 |
| 3.3.2 典型翼型的计算结果与分析 |
| 3.4 低雷诺数定常气动力分析研究 |
| 3.4.1 后缘钝化对气动性能的影响 |
| 3.4.2 多段折线翼型对于气动性能的影响 |
| 3.4.3 三维机翼气动计算 |
| 3.5 低雷诺数非定常气动力分析研究 |
| 3.5.0 非定常气动力 |
| 3.5.1 二维翼型的正弦俯仰运动 |
| 3.5.2 二维翼型的上下沉浮运动 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于流固弱耦合计算实现的关键技术研究 |
| 4.1 耦合的方式 |
| 4.1.1 单向耦合 |
| 4.1.2 紧耦合 |
| 4.1.3 弱耦合 |
| 4.2 网格变形问题研究 |
| 4.2.1 网格描述的方法 |
| 4.2.2 流体动网格方法 |
| 4.2.3 不同变形边界动网格策略选择 |
| 4.3 网格数据交换 |
| 4.3.1 最近点插值 |
| 4.3.2 基于径向基函数的插值 |
| 4.4 迭代时序与自动化问题研究 |
| 4.4.1 迭代时序 |
| 4.4.2 分布式并行仿真技术 |
| 4.4.3 Udf 与 Jou 文件 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 大展弦比大柔性机翼动静态问题计算与分析 |
| 5.1 MPCCI 简介 |
| 5.2 算例验证 |
| 5.2.1 模型说明 |
| 5.2.2 结果对比与分析 |
| 5.3 机翼计算模型说明 |
| 5.4 静态计算 |
| 5.4.1 单向耦合计算结果及分析 |
| 5.4.2 双向耦合计算结果及分析 |
| 5.5 动态计算 |
| 5.5.1 计算说明 |
| 5.5.2 动态计算结果与分析 |
| 5.5.3 结构刚度与来流速度对机翼结构响应的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、无人机的新颖机翼——前掠翼（论文参考文献）
- [1]无人机压缩空气弹射系统研究[D]. 刘南宏. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
- [2]大柔性飞行器气弹系统建模及稳定性分析[D]. 杭晓晨. 东南大学, 2019(01)
- [3]仿蝴蝶飞行器的设计与制造研究[D]. 冷烨. 上海交通大学, 2019(06)
- [4]内腔分流式机翼气动特性研究[D]. 曹雪宇. 南昌航空大学, 2018(10)
- [5]关于飞机前掠翼的发展及分析[J]. 张翰. 科学中国人, 2017(23)
- [6]翼身融合无人机的总体设计与气动分析[D]. 石领先. 南昌航空大学, 2017(01)
- [7]三翼气动布局小型炸弹的气动特性仿真研究[D]. 郑永乾. 南京理工大学, 2016(02)
- [8]气动伺服弹性研究的进展与挑战[J]. 杨超,黄超,吴志刚,唐长红. 航空学报, 2015(04)
- [9]基于仿生学的变体机翼探索研究[D]. 郝银凤. 南京航空航天大学, 2012(02)
- [10]大展弦比大挠性机翼流固耦合数值分析研究[D]. 柳兆伟. 国防科学技术大学, 2012(01)