Experimentelle Quantifizierung und numerische Simulation instationärer Strömungsverhältnisse bei Freiflugmanövern von Insekten

昆虫自由飞行过程中非定常流动条件的实验量化和数值模拟

• 批准号: 109157835
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Claus Wagner
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Thermo- und Fluiddynamik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/109157835?language=en
• 关键词: Experimentelle; Quantifizierung; und; numerische; Simulation

Im Gegensatz zum konventionellen Propellerantrieb und starren Flügeln sind die am schlagenden Flügel entstehenden instationären Strömungsstrukturen und die damit verbundene Erzeugung der aerodynamischen Kräfte bislang unzureichend erforscht. Die seit kurzem eingeleitete Entwicklung autonomer biomimetischer Flugroboter (Micro Air Vehicles, MAV) versucht zudem, die Eigenschaften von fliegenden Tieren in technische Anwendungen zu übertragen. In diesem Zusammenhang wird die Auftriebserzeugung mittels oszillierender Flügel der Insekten als vielversprechendes Konzept für hohe Manövrierleistungen angesehen. In den vergangenen 5 Jahren wurden für den Schwebflug von Insekten zahlreiche, neue aerodynamische Phänomene entdeckt und vor dem Hintergrund des Schlagflugs für Konzepte der Flugkontrolle diskutiert. Bis heute weitgehend unverstanden sind jedoch die komplizierten Wechselwirkungen zwischen Flügelbewegungen und induzierter Strömung bei Flugmanövern, bei der Strömungsmuster durch die Eigenbewegung der Tiers im Raum verändert werden. Die Beeinflussung von Strömungen im Manövrierflug soll hier auf zwei Ebenen untersucht werden: (i) durch experimentelle Quantifizierung schneller Freiflugmanöver von Fliegen und Libellen in speziell dafür ausgelegten Flugparcours mittels Hochgeschwindigkeitskameras und zeitauflösender Stereo Digital Particle Image Velocimetry Technik (T3D-DPIV) zur Erfassung der Bewegungsdynamik des Körpers, Flügelbewegung und Strömungsfelder und (ii) durch numerische Simulation der Strömung mit einem hochauflösenden Spektral-hp Elemente Verfahren basierend auf den gemessenen Verhaltensdaten. Dieser biologisch-technische Ansatz bietet dabei die Möglichkeit, die instationären Strömungsvorgänge beim Insektenflug und die dabei erzeugten Kräfte und Momente im Detail zu analysieren und die numerischen Vorhersagen im Vergleich mit Experimenten zu validieren.

Im Gegensatz zum konvenonellen Propellerantrieb and starren Flügln sind die am schlagenden Flügln Sind die am schlagenden Flüglen entstehenden stationären Strömungsstrukturen and die Damit Verundene Erzeugung der Air Dynamischen Kräfte Bislang unzureichend erforscht.微型飞行器(Micro Air Vehicles，MAV)是一种新型的自主生物识别技术。在Zusammenang中，我们将死于从Insekten到Insekten的Flüguel和Insekten Velverprechendes Konzept für Hohe Manövrierleistungen angesehen.在5 Jahren Wurden für den Schwebflug von Insekten zahlreiche，新的空气动力学现象和Vor DEM Hintergrund des Schlagflgs für Konzepte der Flugkontrolle Diskutiert。这是一个无法改变的事实，这是一件很难理解的事情，因为它是一种工业，一种工业。这是：(I)在spziell dafür augegenten Flugpars mittels Hochgeschwindigkeitskamera de Steritaufo数字粒子图像测速技术(T3D-DPIV)中进行实验。这是一种新的生物分析技术，它是一种新的科学和技术，它是一种科学的、科学的方法。