仿昆扑翼微飞行器概念设计及应用

本书共9章。首先阐述了研究背景和工程意义、双翅目类昆虫翅拍模型的研究概况和仿昆扑翼微飞行器的国内外研究现状，提炼出工程设计面临的重要问题。其次概述昆虫扑翼飞行计算流体动力学（CFD）的建模理论和数值求解方法，并介绍了扑翼飞行气弹性噪声的研究现状，重点论述了不同扑翼飞行物种的发声机制和降噪机制。建立了扩展准稳态气动力和惯性力及力矩模型，用于解决扑翼悬飞翅拍动力学问题和悬飞能耗小时气动参数优化问题。再次基于准稳态气动力模型和集总参数化线性模型建立了扑翼悬飞概念设计框架。从工程原型样机研制的角度，系统阐述了悬飞仿昆扑翼微飞行器的设计、制造和测试等工程技术路线。最后总结《仿昆扑翼微飞行器概念设计及应用》的主要内容并展望了未来的研究方向。本书结构清晰，注重前瞻性和系统性，突出理论问题和工程应用的结合。既可作为高等院校微飞行器设计、航空航天和微机电系统等相关专业的高年级本科生和和研究生教材，也可以作为相关领域的航空工程师和科研人员的参考用书。

第一章绪论
1．1研究现状综述
1．1．1研究背景和工程意义
1．1．2双翅目昆虫翅拍模型的研究概况
1．1．3国外仿昆FWMAV的研究近况
1．1．4国内仿昆FWMAV的研究概况
1．2本书目标和内容
1．2．1本书目标
1．2．2本书内容
第二章昆虫扑翼飞行的计算流体动力学
2．1扑翼飞行的计算流体动力学研究简况
2．2刘浩教授等采用的控制方程和数值计算方法
2．2．1控制方程
2．2．2强化求解算法
2．2．3边界条件
2．3WangZaneJ．教授等采用的控制方程和数值计算方法
2．3．1控制方程和数值计算方法
2．3．2数值计算方法——浸入式界面法
2．4孙茂教授等采用的控制方程和数值计算方法
2．4．1控制方程和数值计算方法
2．4．2边界条件和气动力评估
2．5WeiShyy教授等采用的控制方程和数值计算方法
2．5．1流体动力学控制方程
2．5．2数值求解方法
2．6陆夕云教授等采用的控制方程和数值计算方法
2．6．1控制方程模型和数值方法
2．6．2格子玻耳兹曼模型简介
2．7昆虫扑翼飞行数值研究的对比
2．8小结
第三章扑翼飞行的气弹性噪声
3．1悬飞苍蝇周围的气动声音辐射
3．1．1实验装置、材料与方法
3．1．2雄性绿头苍蝇气动声音测试的结果分析
3．1．3气动声音的功能探讨
3．2熊蜂扑翼飞行时周围气动声音产生机制的数值模拟
3．2．1计算方法
3．2．2翅膀运动模型
3．2．3扑翼气动噪声的数值求解结果
3．2．4扑翼气动噪声的数值模拟小结
3．3猫头鹰的静音降噪飞行
3．4仿猫头鹰梳齿状前缘的降噪研究
3．5蜂鸟飞行时羽毛和尾羽的气弹性发声机理
3．5．1蜂鸟飞羽发声机制
3．5．2蜂乌尾羽发声机制
3．5．3蜂鸟飞羽和尾羽发声机理：气弹性颤振
3．5．4蜂鸟飞羽和尾羽气弹性颤振的模态分析
3．5．5鸟类飞行时羽毛气弹性颤振和非嗓音交流的演变
3．6野鸽飞行时羽翼的气弹性发声机制
3．7小结
第四章扩展准稳态气动力和惯性力及力矩模型
4.1扑翼悬飞气动力分析模型的研究概括
4.1.1常见的稳态、准稳态和非稳态气动力机制和模型
……
第五章仿昆FWMAV悬飞翅拍动力学分析
第六章扑翼悬飞能消最小时翅膀形貌和运动参数的优化
第七章悬飞仿昆FWMAV的概念设计
第八章悬飞仿昆FWMAV的设计、制造和测试
第九章本书总结与未来工作展望
参考文献