7.7　沉浮运动的推力特性分析

图7.12为沉浮运动单周期推力变化曲线，等到阻力系数曲线稳定后，换算成推力，选取其中一个周期。扑动周期的开始，翼的初始状态速度大小为0。可以看出扑动过程中推力存在两个波峰，推力始终大于 0，这说明扑动幅值为 0.4 倍弦长，扑动频率为170 Hz的情况下，微型扑翼的沉浮运动始终具有推力作用，本实验中推力峰值约为12 N。

图7.12　沉浮运动单周期推力变化曲线

纯沉浮运动可以产生很大的推力，因为在这个条件下的纯沉浮运动可以产生反卡门涡街。图7.13是一个扑动周期的6个涡量云图。图7.13（a）瞬间翼刚要向上扑动，翼面下方尾端涡正在产生，此时推力相对较小，对应图7.12中0～0.1 T段；之后的图7.13（b）表示翼下方的顺时针涡已经形成并且刚要脱离，此时下方涡对翼的作用力最大，对应图7.12中0.2 T附近；图7.13（c）是翼已经开始从上向下拍动，翼上表面顺时针尾端涡刚要形成，对应图7.12中0.4～0.5 T段，后面的运动同理，只不过涡量云图相反。

图7.13　沉浮运动单周期涡量云图

（a）扑翼从中间位置开始向上扑动；（b）扑翼位于最高位置开始向下扑动；（c）扑翼高速向下扑动；（d）扑翼位于最低位置开始向上扑动；（e）扑翼高速向上扑动；（f）扑翼向上扑动回到中间位置