Effects of Wing Flexibility on Vortex Behaviors and Aerodynamic Performance in Various Flapping Flights
Notice bibliographique
Résumé
This dissertation presents various studies on vortex structures and aerodynamic characteristics in flapping flexible wings to offer design considerations for flapping micro aerial vehicle (FMAV) developments. A dynamically scaled-up flapping robot, mounted with a6-axis sensor, and a digital particle image velocimetry (DPIV) technique are used to measure aerodynamic force/moment and flow vector-fields during flapping wings in a water tank. Wing models with or without leading edge veins have different thicknesses, providing various wing flexibilities. Studies of flapping wings without veins in two different flapping kinematics are firstly proposed to demonstrate the wing flexibility effect on aerodynamic performance. The flexible wings generally lead to a leading-edge vortex (LEV) generation delay, causing a lift decline. However, the flexible wing in the specific range of flexibility (non-dimensional spanwise flexural stiffness of 35−80) enhances more lift than the rigid and highly flexible wings due to a wider LEV attachment area. The appropriate deformations lead to the attached LEV during the wing reversal. After the stroke reversal, the portion of the attached LEV flows over the leading-edge, causing a downward flux over a new LEV structure near the wingtip. In addition, flexible wings with leading-edge veins had a dynamic camber, causing a poor lift enhancement except for its initial augmentation. Nevertheless, the specific flexible wing (non-dimensional chordwise flexural stiffness of ~1) obtains a higher aerodynamic performance due to reducing the mechanical power requirement to fly. The above LEV attachment is influenced by the downwash from the wingtip vortex (TV). The TV is differed depending on the wingtip shape and the wing deformations, conducting a comparative study of hawkmoth-like and rectangular wings. In a rigid case, the rectangular wing has better aerodynamic performance than the hawkmoth-like wing, whereas in a flexible case, it has not. The flexible hawkmoth-like wing secures a wider LEV region with improved circulations, achieving about twice the increase rate from rigid to flexible wings on lift-drag ratio and a much more lift-power ratio. The results obtained will provide the specific range of wing flexibility and the importance of the wingtip design to allow better aerodynamic performance in FMAV developments with flexible wings.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».