振荡扑翼流场能量采集研究进展

振荡扑翼现象广泛存在于自然界和工程实际中,在风能和水流能量采集输出方面有巨大的应用潜力,揭示振荡扑翼能量采集机理,获得提高振荡扑翼输出功率和效率的方法对于新型振荡扑翼流场能量采集装置的开发应用至关重要。文中介绍了振荡扑翼能量采集基本理论及其机制,运动参数对振荡扑翼流场结构和气动力的演变以及能量采集效果的影响规律;然后重点介绍了扑翼形状、柔性扑翼、非正弦振型、新型振型、多排扑翼和流固耦合等因素对振荡扑翼能量采集效果的影响规律;最后展示了振荡扑翼能量采集装备的工程开发现状。有关振荡扑翼能量采集的研究虽然取得一定进展,但尚需要更深入的试验和数值研究,文中指出:对扑翼形状、柔性扑翼和新型振型等的研究和优化分析可以有效提高振荡扑翼输出功率,但目前的研究较为有限;对扑翼非正弦振型的数值研究较为深入,但还缺乏相应的实验验证和分析;对双排或多排扑翼的研究涉及到扑翼运动参数、相邻扑翼间的运动相位差和前排尾流涡与后排扑翼间气动耦合作用等复杂因素,目前的研究尚不够系统深入。进一步采用三维数值分析方法和开展相应的实验对振荡扑翼能量采集过程中的流固耦合效应进行研究,可以更加精确地分析振荡扑翼周围流场的三维流动效应和功率输出过程。