三维机器鸟自主飞行的涡动力学分析与控制（英文）

鸟类通过翅膀的拍动和旋转运动提供飞行的驱动力和升力。本文研究了机器鸟翅膀的旋转幅度和旋转时间对飞行的状态影响,发现适当地选取这两个参数可以控制机器鸟在水平方向和竖直方向上的速度。本研究主要使用了两个工具:在不可压粘性流体中自主飞行的三维机器鸟和一个三维计算流体力学软件包,后者包含了浸入边界法(IBM)、体积函数法(VOF)、自适应多重网格有限体积法和游动与飞行的控制机制。

飞鸟与飞行器

如今人类不仅有各种各样先进的航空器,而且有了宇宙飞船、航天飞机和空间站等航天器。你可知世界上第一位以科学方法和科学知识研究飞行的伟大学者是谁吗?他就是出生于1452年的著名艺术家达·芬奇。

飞行极简史

1483年意大利人达·芬奇提出了直升机的设想并画出了草图,它看上去像一个巨大的螺丝钉,以布做成螺旋形帆片,安在一个竖立于圆台中央的柱子上,如果高速旋转达到一定的转速,就可以把机体带到空中。1606~1679年间意大利自然学家玻列里研究了鸟的飞行,认识到当时靠人的体力是不可能飞上天空的。这一结论有助于结束一些无谓的冒险试验。因为早期人们盲目模仿鸟类的外形和飞行方式,忽视了对相关空气动力原理的研究,导致人类的飞行梦想在2000多年的时间里毫无进展。