مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه پارامتری به منظور بهینه سازی سینماتیکی پرنده بالزن بر مبنای مدل جدید ایروالاستیک

نویسندگان
1 هیات علمی دانشگاه
2 دانشگاه شریف
چکیده
در این تحقیق یک مدلسازی دقیق سیستمی از پرنده بالزن ارایه شده که به نوبه خود جدید است و شامل همه پارامترهای موثر بر عملکرد آن می باشد. مکانیزم بال زدن مزیت های قابل توجه مانور پذیری و سرعت کم را در میکرو پرنده ها بدست داده است. فعالیت جاری ضمن پرداختن به جنبه های مختلف مدلسازی و تلفیق معادلات ایروالاستیک، امکان یک مطالعه پارامتری جامع را فراهم اورده است. مدلسازی بر مبنای توسعه معادلات حاکم بر یک بال انعطاف پذیر انجام شده و در گام دوم، با قیاس داده های تجربی حاصل از یک سکوی تست استاتیک، اعتبار مدل ارزیابی و تایید شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و مطالعه پارامتری در قالب رفتار میانگین کمیت های عملکردی ارایه شده است. تغییرات نیروی جلوبرنده، توان مصرفی و راندمان بر حسب سختی پیچشی و نیز سینماتیک بال زدن نشان داده شده اند. بر این مبنا الزامات پرواز بهینه بالزن تدوبن شده است. نتایج این فعالیت نشان می دهد با تغییر فرکانس و بالطبع سرعت رو به جلوی پرنده، مقادیر بهینه دامنه بال زدن و پارامتر سختی پیچشی، مستقل می باشند. بنابراین با انتخاب مناسب متغیرهای سینماتیکی می توان با یک سختی معین، همواره در شرایط بهینه پرواز نمود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Parametric study for kinematic optimization of flapping wing vehicle using a new aeroelastic model

نویسندگان English

Saeed Karimian 1
abbas ebrahimi 2
2 faculty member
چکیده English

A new complete system model of a flapping wing has been derived which consists of all effective parameters. Flapping mechanism can deliver maneuverability as well as low speed flight capability in MAVs. Here a validated aeroelastic model is being developed based on the wing torsional deformation assumption. Based on the proposed model complete parameter study could be performed and consequently the optimization requirements can be extracted. Experimental results of a static test stand have been used for validation. Performance indices, composed of force generated, power consumption and efficiency are depicted in terms of stiffness and kinematic properties. The average behavior is being referred. It is revealed that by changing frequency and speed, the optimum values for stiffness and amplitude are independent. Therefore using suitable kinematics one can utilize specified constant stiffness to optimize the flapping robot flight.

کلیدواژه‌ها English

Flapping wing
Modeling
Aeroelastic
Optimization
kinematics