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MEMS器件的质量轻、体积小和功耗低等特点可以很好的满足航空飞行器的要求。将许多相同的MEMS器件组成阵列,构成自适应结构控制飞机气动性能已成为MEMS研究在航空领域的主要发展方向之一。本文就以用于三角翼气动控制的微气泡致动器阵列为对象展开研究。 首先,结合空气动力学的边界层控制原理以及三角翼在中等攻角条件下的气动特征,详细讨论了微致动器阵列通过与前缘边界层的耦合产生三角翼翻滚、俯仰和偏航等力矩的机理。 在此基础上,建立了三角翼模型,选择了符合微气泡致动器工作要求的薄膜材料,对微气泡致动器的结构以及加工工艺进行了初步设计。 然后,本文对微气泡致动器的压力-变形关系进行了理论计算和数值仿真。根据矩形薄膜变形的数学模型得出了压力-变形理论曲线。通过建立气泡薄膜的几何简化模型,针对硅酮橡胶的材料非线性特点,选用了适合橡胶类材料的Mooney-Rivlin超弹性模型,运用ANSYS软件对这一非线性结构变形进行了求解。 最后,为了验证微致动器阵列对三角翼涡流的操纵能力和控制方案的可行性,本文利用计算流体力学软件对微致动器阵列作用下的三角翼的流场进行了数值仿真计算。