Experimental and computational investigations of flapping wings for Nano-air-vehicles
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Notice bibliographique
Résumé
This paper presents the finalized results of a recent project which investigated the aeromechanical aspects of aerodynamic force generation by making use of flapping wings. Flapping-wing experiments using small wings have some unique challenges posed by the low force level (∼1 N) and the cyclic wing motion. A tailored experimental water tunnel facility was developed for flapping wings operating at high reduced frequency with a complex two-dimensional and a three-dimensional motion profile. The experimental capability is demonstrated by the test cases of two-dimensional and three-dimensional flapping wings, designed according to a proposed notional nano-air-vehicle at a hovering condition. The features of the water tunnel, the geometric and kinematic parameters of the airfoils/wings, and the setups of the motion rigs for each test case are described. Measured forces and particle image velocimetry data are analyzed and cross-checked with the numerical results obtained from a code developed in-house. The comparisons of the experimental and numerical results show that the established experimental approach obtained a quantitatively reliable solution for the development of flapping wings and can serve for numerical validation of engineering tool developments. The investigation reveals that the kinematics of a rigid airfoil or wing is the dominant influence in the generation of aerodynamic forces, while the cross-section profile plays a secondary role. An asymmetric-wake-in-time is found behind the single airfoils and wings, which contributes to an asymmetry behavior of the resulting aerodynamic forces. In addition to the findings of single airfoils and wings, further analyses of the numerical and experimental results confirm that wing-wing interaction through the clap-fling mechanism can intensify the generation of the thrust force while accompanied by a small reduction in the overall propulsion efficiency.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle