مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ساخت و تحلیل مدل‌هایی دینامیک از بال پرندگان

نویسنده
دانشکده فیزیک- دانشگاه خوارزمی
چکیده
این مقاله حاصل پژوهشی بر روی نیروی برا در آغاز پرواز پرندگان، از طریق طراحی و ساخت مدل‌هایی دینامیک از بال پرندگان، با ابعادی بین نیم تا نزدیک به دو متر، است. متغیرهای پژوهش شامل ابعاد و بسامد نوسان بال‌ها بوده است. در فرمولبندی‌های نظری ما، نیروی برای لازم و توان مصرفی اولیه در آغاز پرواز در سامانه‌ی پروازی پرنده-وار در بسامدی معین به ترتیب متناسب با توان چهارم و توان پنجم ابعاد بال، و در ابعاد معین به ترتیب متناسب توان دوم و توان سوم بسامد، است. نیروی برا می‌تواند دو فرم تحلیلی داشته باشد. فرم اول برای همین سیستم‌های ساخته شده‌ در این پژوهش صادق است. فرم دوم مربوط به موقعیتی است که بال‌ها در آن همواره افقی بوده و فقط بالا و پایین می‌روند. مهمترین پرسش در این پژوهش، میزان صحت این فرمولبندی‌های نظری در انطباق با تجربه‌ی مدل‌های دینامیکی مصنوعی ساخته شده و نیز با پرواز واقعی پرندگان بوده است. تا آنجا که به نیروی برای اولیه مربوط می‌شود، برونیابی نتایج نهایی تا ابعاد بزرگ با مدل نظری ما برای پروازی "پرنده-وار" سازگار به نظر می-رسد. با این همه تامین توان احتیاج به تمهیداتی جهت ذخیره‌سازی موثر انرژی دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Making and Analyzing Dynamical Prototypes of Bird-Like Wings

نویسنده English

Farzan Momeni
چکیده English

This work is the result of a research on the lifting forces during upward bird flight via modeling and manufacturing dynamical structures resembling bird wings of sizes between half to about 2 meters. The variables in this work included the wings sizes and their oscillation frequencies. In our formulations the lifting force and the consumed power at the beginning of a bird flight in a fixed frequency is proportional to the fourth and fifth power of the wings sizes, and for fixes sizes is proportional to the second and third power of the frequency, respectively. The lift force here is taken to be of two forms. The first is the very form relevant to the manufactured and used wing systems in the present work. In the second form the wings are assumed to stay horizontal during their vertical periodic motion. The extent of validity of these formulations when practicing for our manufactured wings, and for the real functioning of bird wings as well, has been the most important question in the present research. As far as the lifting force is concerned, the extrapolation of final results seems to be in consistence with the sizes relevant to human “bird-like” flight. However, provision of the needed power necessitates requirements to be thought of deliberately for restoring the energy in an effective way.

کلیدواژه‌ها English

Aerodynamics
Birds Flight
Lifting Force