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扑翼前缘涡仿生调控

扑翼前缘涡演变决定了高升力。前缘涡的涡量输运理论、稳定附着机制以及饱和判据解释了扑翼周向转动产生高升力的原因,但如何进一步调控前缘涡演变使其形成更快、强度更高,进而提升扑翼力效性能,是设计仿生扑翼的关键应用基础研究。自然界某些昆虫(如:蚊子、蜻蜓、蝴蝶等)翅膀的形态和运动独具特色,可能蕴含着调控前缘涡演变以提高气动性能的新机理。现有研究既未深入研究这些形态与运动特征所蕴含的力学原理,也未尝试将其有效引入仿生扑翼设计。这导致扑翼前缘涡演变缺少调控方法,限制了更高性能仿生扑翼的研制。针对该问题,本方向从蚊子、蜻蜓和蝴蝶等生物飞行获得灵感,结合深度强化学习等新工具,旨在从尾迹回收、运动耦合和结构变形等角度提出前缘涡仿生调控新方法并揭示其机理。

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附图 扑翼“捕获”尾迹共存的两类流动干扰效应(左图)与增升效果(右图)