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.
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.
