42、两栖无人机减阻的数值研究

两栖无人机减阻的数值研究

一、引言

无人机在众多领域得到了广泛应用，如精准农业、环境监测、航空成像、搜索与保护、观察与监视、控制线和电信塔评估等。然而，将无人机用于水质检测和在偏远水域采集水样的情况较为少见。

能够在水面飞行、降落和滑行的无人机，在飞行过渡控制、材料选择、推进系统、能源消耗和有效载荷能力等方面面临诸多挑战。同时，耐久性、可靠性、安全性和低成本等因素对于工业需求和客户要求至关重要。

市场上已有一些漂浮式无人机，它们利用气垫船原理，避免了与水面的摩擦，节省了大量能源，其垂直起降能力可使其精确地定位在水域进行水质分析。而影响水陆两栖车辆续航能力的一个重要参数是阻力，已有一些研究对固定翼和旋转翼飞行器的阻力进行了探讨。

本文旨在通过对多种湍流模型（如 k - ω、k - ε 和 SST k - ω）进行 CFD 分析，确定不同攻角（AoA）和相对速度条件下两栖无人机的阻力系数。

无人机应用领域列表

• 精准农业
• 环境监测
• 航空成像
• 搜索与保护
• 观察与监视
• 控制线和电信塔评估

二、建模

1. 模型设计 ：两栖模型的概念设计融合了多旋翼和气垫船的原理。为了减少计算量，将模型按 1:0.25 的比例缩小。
2. 速度调整 ：为保持与原型的雷诺数一致，将速度提高四倍，并考虑不同的风速条件进行模拟研究。