Изучение полёта стрекозы и инженерные инновации

Изучение полёта стрекозы и инженерные инновации

Кто не мечтал летать как птица? Начиная с эскизов летающих машин да Винчи до планеров Отто Лилиенталя, изобретатели стремились создать средство передвижения по воздуху. Сейчас мы воспринимаем путешествия на самолете как должное. Но механика полёта аппаратов меньшего размера – масштаба насекомых – совсем не так хорошо изучена. В последние годы возросла популярность летательных микроаппаратов (MAV - micro-air vehicle), которые находят применение в широком спектре задач  военного и транспортного характера, электронике и системах безопасности, поисково-спасательных операциях и видеосъемках, а также во многих других. Успешность опытных образцов зависит от сочетания в проекте эффективности и творческого подхода.

При разработке маломерных аппаратов с хлопающими крыльями человек, вполне естественно, пытается скопировать механизмы полета птиц и насекомых. В качестве образца для подражания,  пожалуй, не найти лучше летающего существа, чем стрекоза. Она – одно из самых маневренных насекомых на земле: может достигать скорости до 55 км/ч, делать полный оборот за микросекунды, летать боком, планировать, зависать в воздухе и даже летать задом. Многие инженеры, работающие в области физического моделирования, исследовали физику и основные уравнения полета стрекозы, чтобы попытаться реализовать её преимущества в своих летающих механизмах.

Сегодня с помощью бесплатной версии ANSYS Student вы имеете возможность самостоятельно изучить модель полета стрекозы, повторив шаг за шагом приведенный ниже расчёт.

 

Геометрическая модель в ANSYS SpaceClaim

 

Создание геометрической модели стрекозы является сложной задачей, так как поверхности корпуса и крыльев являются поверхностями двойной кривизны. ANSYS SpaceClaim позволяет легко импортировать и редактировать геометрию, а также создать необходимый для расчёта объём, соответствующий жидкой среде. В модели заданы две расчётные области: вокруг крыльев и вокруг корпуса. Внутренняя область вокруг крыльев позволяет настраивать размер ячеек в зоне маховых движений. Для уменьшения количества узлов сетки и времени расчёта, можно задать плоскость симметрии и моделировать только половину стрекозы.

e-max.it: your social media marketing partner