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单旋翼植保无人机翼尖涡流对雾滴飘移的影响
引用本文:文晟,韩杰,兰玉彬,尹选春,卢玉华. 单旋翼植保无人机翼尖涡流对雾滴飘移的影响[J]. 农业机械学报, 2018, 49(8): 127-137,160
作者姓名:文晟  韩杰  兰玉彬  尹选春  卢玉华
作者单位:华南农业大学工程基础教学与训练中心;国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心;华南农业大学工程学院
基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFD0200700)、广东省自然科学基金项目(2017A030310383)、广东省科技计划项目(2016A020210100、2017B010117010)、广东省教育厅重点平台及科研项目(2015KGJHZ007)和广州市科技计划项目(201707010047)
摘    要:为研究单旋翼植保无人机翼尖涡流对雾滴飘移的影响特性,基于格子玻尔兹曼(Lattice-Boltzman,LBM)方法的自适应细化物理模型,对单旋翼无人机的旋翼流场进行了数值模拟。通过改变无人机喷杆的垂直距离和喷头在旋翼下方的位置,研究了不同飞行速度下,无人机翼尖涡流对雾滴飘移的影响规律。为捕获到不同粒径的雾滴在无人机下洗流场中的运动轨迹,采用基于拉格朗日离散相粒子跟踪法模拟了雾滴的运动轨迹。为验证数值模拟的准确性,进行了试验验证,研究结果表明:当无人机飞行速度大于3 m/s时,机身后方开始出现螺旋型尾涡,且飞行速度越大、飞行高度越高,尾涡向机身后方的扩散距离越远;当飞行速度为5 m/s、飞行高度为3 m时,38%的雾滴因螺旋尾涡而造成空中飘移,其中粒径小于100μm的雾滴约占总飘移雾滴数的80%;喷杆距离主旋翼的高度对雾滴因翼尖涡流造成的飘移影响不明显,但喷头的位置越靠近主旋翼的边缘,雾滴越容易被翼尖涡流卷吸。

关 键 词:单旋翼植保无人机  翼尖涡流  雾滴飘移  数值模拟
收稿时间:2018-03-16

Influence of Wing Tip Vortex on Drift of Single Rotor Plant Protection Unmanned Aerial Vehicle
WEN Sheng,HAN Jie,LAN Yubin,YIN Xuanchun and LU Yuhua. Influence of Wing Tip Vortex on Drift of Single Rotor Plant Protection Unmanned Aerial Vehicle[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(8): 127-137,160
Authors:WEN Sheng  HAN Jie  LAN Yubin  YIN Xuanchun  LU Yuhua
Affiliation:South China Agricultural University,South China Agricultural University,South China Agricultural University,South China Agricultural University and South China Agricultural University
Abstract:
Keywords:single rotor plant protection UAV  wing tip vortex  droplet drift  numerical simulation
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