仿生懸停下撲翼機構之流場與受力量測

Abstract

本研究藉由模型實驗方法來探討仿生懸停撲翼下的非定常流動機制，透過對三維翼板運動的分析，不僅利用PIV量測系統觀察撲翼拍動所產生的流場之速度分佈與渦度分佈變化，而且還比較不同翼板運動下的流場，包括改變拍動軌跡、改變拍動頻率等。首先，利用馬達傳導置於水槽內的撲翼機構，並觀測翼板前緣和後緣所產生的渦漩，發現隨著時間兩渦旋會漸漸組成一渦環，而在上拍和下拍的過程中，前緣渦漩的中心渦度略大於後緣渦漩，且一定較後緣渦漩更晚脫離翼板，另外，針對翼板上不同的切頁位置所做的渦漩分析，了解到渦漩強度最大出現在翼弦較長處，往翼尖和翼根的渦漩漸漸趨弱，同時，愈高的撲翼頻率，產生的渦漩渦度也會增加；當模擬出真實生物懸停時的運動軌跡時，也發現翼板更會利用流場，使前緣渦漩持續附著於翼板。本研究將有助於對仿生的非定常流體力學機制以及未來數值模擬成果的比對做更深入的探討。