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埋め込み境界法を用いた格子ボルツマン法による移動境界流れに関する基礎研究

使用嵌入边界法的格子玻尔兹曼法进行移动边界流的基础研究

基本信息

批准号：
13J01557
负责人：
鈴木康祐
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01557/
关键词：
移動境界流れ羽ばたき飛翔格子ボルツマン法埋め込み境界法

项目摘要

本研究は, 移動境界流れの工学的に重要な一例として, 昆虫や鳥に見られる羽ばたき飛翔に注目し, 羽ばたき運動による揚力発生機構および飛行安定化機構の解明と超小型飛翔体(Micro Air Vehicle, MAV)への応用を目的としたものである. この目的の一環として, 「翼の柔軟性や形状を無視した単純な翼モデルで, どれほどの揚力や推力が得られるか, どのようにして姿勢を崩さず飛翔を続けることが出来るか」という疑問を出発点にして研究を行った. 単純な翼モデルとして, 2枚の正方形翼と一本の棒状の胴体を持ち, 実際のチョウの羽ばたき方を模した, 3次元翼モデルを構築した. そして, この翼モデルによる揚力・推力発生と飛行安定化について, 埋め込み境界―格子ボルツマン法を用いた数値計算を通して調べた.まず, 翼モデルの胴体が固定されている場合に発生する揚力・推力を50≦Re≦1000の範囲で計算した. また, その揚力によって支持可能となる質量を見積もった. 次に, 翼モデルの胴体が並進運動する場合の計算を行い, 重力に打ち勝ち飛翔可能となるReynolds数と質量の関係を明らかにした. さらに, 実際の昆虫の条件でも重力に打ち勝ち飛翔できることを示した. 最後に, 翼モデルの胴体が並進だけでなく回転もする場合の計算を行い, ピッチング角の増加によって翼モデルは姿勢を崩し, 安定して飛翔できなくなるものの, 実際のチョウのように胴体を折り曲げることによって, ピッチング角の増加を抑え姿勢を崩すことなく継続的に飛翔できることを示した.

This study is an important example of the engineering of mobile state flow. Insects and birds fly in the sky. The mechanism of force generation and flight stabilization in the movement of insects and birds is discussed. The purpose of this ring is to "the flexibility and shape of the wing are ignored. The wing is pure. The lift and thrust of the wing are obtained. The attitude of the wing is broken. The flight is broken." The two square wings and one rod-like body are held together, and the three dimensional wings are constructed. For example, in order to improve the stability of the aircraft, we need to use the method of "grid" to calculate the value of the aircraft. In this case, when the wing body is fixed, the lift force·thrust generated is calculated by 50 ≤ Re ≤ 1000 and the range is calculated. The quality of the products is the highest. Second, the calculation of the motion of the wing and the body, the gravity, the flight possibility, the Reynolds number and the mass relationship, etc. In the meantime, the conditions of insects in real life are gravity. Finally, when the body of the wing moves forward and backward, the calculation is carried out, the angle of the wing increases, the wing moves backward and the posture of the wing moves backward, the stability of the wing moves backward and the posture of the wing moves backward and upward.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

蝶を模した3次元羽ばたき翼モデルによる自由飛翔とピッチング安定性

使用模仿蝴蝶的 3D 扑翼模型实现自由飞行和俯仰稳定性

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木康祐;稲室隆二
通讯作者：
稲室隆二

Free flight simulations of a butterfly-like flapping wing by the immersed boundarv-lattice Boltzmann method

浸入边界格子玻尔兹曼法模拟蝴蝶扑翼的自由飞行

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizuki Sakai;Kentaro Yoshii;Yuji Sunden;Kana Yokozawa;Minato Hirano and Hiroaki Kariwa;高橋勇樹，安間洋樹，木村暢夫，田丸修，大村智宏，三好潤，永岡史治崇，陸田秀実;Kosuke Suzuki and Takaji Inamuro
通讯作者：
Kosuke Suzuki and Takaji Inamuro

Lift and thrust generation by a butterfly-like 3D flapping wing model

通过类蝴蝶 3D 扑翼模型产生升力和推力