太阳能无人机"超高空、超长航时"的设计方向给螺旋桨的气动设计带来了极大挑战。根据某太阳能无人机总体方案,使用多点多目标优化方法改进设计桨叶翼型,合理布置叶宽分布与桨距,设计出低雷诺数工作环境下的高效螺旋桨,并利用叶素理论对该设计方案进行性能评估。结果表明:本文设计的螺旋桨在全飞行包线内均可保持较高的气动效率,各项指标满足设计要求。

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源,也是具有大规模开发和商业化发展前景的可再生能源。Asadi等人分析了内转子参数对于双叶片混合式风力机性能的影响;吴友健等人研究了不同湍流模型对风力机叶片翼型气动性能参数计算结果的影响;马林静等人采用CFD软件对两种风力机翼型S825和S827进行数值模拟,研究了不同网格密度、不同湍流模型对风力机翼型的影响;高伟等人发现风力机的几何参数对风力机性能参数的影响;陈福东等采用数值模拟的方法研究雷诺数改善失速特性的影响;Yinran Li等人对风沙环境下风力机翼型的气动特性研究。

为保障目标位置对急用轻质物资的需求,提出并设计一种针对目标区域执行远距离精准投射任务的载具机构。飞行载具需要管径类机构进行发射,除了外部轮廓符合空气动力要求外,还要求载具飞行过程中,在扇叶的驱动下能够展开承载叶。基于此,对利用风能产生扭矩推动展开的可变结构载具进行了研究。利用动量-叶素理论(BEM),对被动式扇叶通过传动链推动承载叶及轻质载荷展开所需的驱动力矩进行了理论计算,得出来流风速、丝杠转速以及丝杠扭矩之间的因变关系,即丝杠扭矩随来流风速及丝杠转速增加而增大;运用Flow Simulation,得到在来流风速为100 m/s条件下,完全展开所提供的扭矩准稳态值为1.097 N·m,气动仿真与理论计算结果较好吻合,为所设计的载具提供一定的研究基础。