【摘 要】
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气动外形优化设计是减小平流层飞艇气动阻力、降低推进能耗的有效手段。仿生是人类最早、最朴素的学习方式,经过漫长的自然演变和优化选择,僧帽水母获得了独特的囊体外形和水
【基金项目】
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国家自然科学基金(11502288)资助课题
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气动外形优化设计是减小平流层飞艇气动阻力、降低推进能耗的有效手段。仿生是人类最早、最朴素的学习方式,经过漫长的自然演变和优化选择,僧帽水母获得了独特的囊体外形和水阻特性,为平流层飞艇设计提供了重要的仿生启发。区别于常规的椭球旋成体和水滴外形,本文设计了一种僧帽水母生物启发的气动外形。首先,以僧帽水母为仿生对象,通过生物观测实验和图像处理研究其形态特征并获取仿生依据;然后,针对平流层环境特性和飞行任务需求,采用"形仿"的思路设计艇囊的气动外形;最后,建立CFD(Computational Fluid Dynamics)网格模型,计算分析仿生平流层飞艇的气动特性。结果表明:典型工况下,与常规气动外形相比,仿生平流层飞艇的升阻比提高60%以上。
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