多旋翼无人机空气动力学仿真研究

多旋翼无人机空气动力学仿真研究

摘要 本论文研究对象为四旋翼无人机，四旋翼无人机是市面上最常见的无人机类型，研究四旋翼无人机的空气动力学特性能够帮助我们更深层次地理解无人机的工作原理与特点。选用大疆无人机“御”MavicAir作为仿真分析对象，通过流体动力学模拟软件XFlow完成对“御”MavicAir无人机的空气动力学仿真，仿真分析方法是格子玻尔兹曼法（LBM），并在实验数据的基础上提出了“御”MavicAir无人机结构的可行性优化。本论文从绪论开始介绍多旋翼无人机空气动力学仿真研究这个课题的研究背景、国内外研究现状、研究的方法和所使用的工具软件，再具体讲解四旋翼无人机的飞行原理，然后针对大疆无人机“御”MavicAir一步一步讲解三维模型搭建过程。模型搭建完成后，首先进行单个旋翼的气动仿真分析，根据仿真数据预测四旋翼同步仿真的结果，然后过渡到四旋翼无人机整机仿真，其中需要考虑机身、地面以及外界风力的影响，并做有无上述因素的仿真对照。在得到足够数据之后，开始对无人机尾迹气流进行分析，观察旋翼间距、倾转角度对应力、涡流分布的影响，并对无人机结构进行适当调整优化，增强其运动性能，提高其使用寿命。最后对整个毕业设计进行了总结，包括毕业设计完成的工作、遇到的问题和解决方法、设计过程走的弯路、分享比较实用的经验以及个人对XFlow仿真的见解。关键词：四旋翼无人机，“御”MavicAir，XFlow，空气动力学仿真，LBM

Abstract TheresearchobjectofthisthesisisthequadrotorUAV,whichisthemostcommontypeofUAVinthemarket.StudyingtheaerodynamiccharacteristicsofthequadrotorUAVcanhelpustounderstandtheworkingprincipleandcharacteristicsoftheUAVinadeeperlevel.TheDJIUAV“Yu”MavicAirisselectedasthesimulationobject,andtheaerodynamicsimulationofthe“Yu”MavicAirUAViscompletedbythehydrodynamicsimulationsoftwareXFlow.ThesimulationandanalysismethodistheLatticeBoltzmannmethod(LBM).Onthebasisoftheexperimentaldata,thefeasibilityoptimizationofthestructureofthe“Yu”MavicAirUAVisproposed.Inthispaper,theresearchbackground,theresearchstatus,theresearchmethodsandthetoolsoftwareofthemulti-rotorUAVaerodynamicssimulationareintroducedfromtheintroduction,andthentheflightprincipleofthequadrotorUAVisexplainedindetail.Thenthethree-dimensionalmodelbuildingprocessisexplainedstepbystepforDJIUAV“Yu”MavicAir.Aftertheconstructionofthemodeliscompleted,theaerodynamicsimulationanalysisofasinglerotoriscarriedout,andtheresultsoffour-rotorsynchronoussimulationarepredictedaccordingtothesimulationdata.ThenthewholemachinesimulationofquadrotorUAVneedstoconsidertheinfluenceoffuselage,groundandexternalwind,anddothesimulationcomparisonwithorwithouttheabovefactors.Aftergettingenoughdata,webegintoanalyzethewakeairflowofUAV,observetheinfluenceofrotorspacingandtiltangleonstressandeddycurrentdistribution,andoptimizethestructureofUAVtoenhanceitsmotionperformance.Improveitsservicelife.Finally,thewholegraduationdesignissummarized,includingtheworkcompletedbythegraduationdesign,theproblemsencounteredandthesolutions,thedetoursinthedesignprocess,thesharingofpracticalexperienceandpersonalviewsonXFlowsimulation. Keywords:QuadrotorUAV,“Yu”MavicAir,XFlow,AerodynamicsSimulation,LBM

目录1 绪论 61.1 研究背景及意义 61.2 国内外研究情况 71.3 格子玻尔兹曼法介绍 101.4 XFlow软件介绍 121.5 论文构成及研究内容 132 四旋翼无人机飞行原理 142.1 “+”型飞行姿态飞行原理 142.2 “X”型飞行姿态飞行原理 163 “御”MavicAir无人机建模过程 193.1 整体机身建模 193.2 旋翼建模 234 单个旋翼的气动仿真 254.1虚拟风洞 254.2流体材质 254.3设置边界条件 254.4仿真及后处理 255 四旋翼同步气动仿真 255.1环境模拟 255.2有无地面参照对比 255.3风力干扰 256 尾迹气流分析与旋翼结构优化 256.1压力分布 256.2气动阻尼 256.3结构优化 257 总结 26参考文献 28致谢 29

绪论研究背景及意义无人驾驶飞机(UnmannedAerialVehicle)，也就是通常说的无人机，是利用无线遥控技术和自主编写程序控制的无驾驶人员飞机。中国民用航空局飞行标准司规定：无人驾驶航空器(UA,UnmannedAircraft)，简称无人机，是一架由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器，也称遥控驾驶航空器[1]。无人机又被称为“空中机器人”，因为无人机能够在无驾驶人员的情况下，完成各种困难的负载任务和复杂的空中飞行任务。1917年，英国首先开发出无人机。它已经发展了很长时间，但直到20世纪50年代它才真正得到推广应用。那时，来自世界各个国家的空军开始装载无人驾驶飞行器并将其用作空中目标。20世纪80年代，美国成功制造无人机并开始将其用于越南战争，无人机得到了更广泛的应用。在1982年的中东战争中，以色列巧妙地运用“侦察兵”和“猛犬”无人机作为诱导目标，在贝卡谷地交战中使得叙军的地空导弹制导雷达打开，雷达的地理位置暴露，各个工作参数也被侦察窃取。军事上的应用推动了无人机的快速发展。在海湾战争爆发后,由美国率领的多国部队使用无人机，成功地完成了战场勘察、炮弹校射、通信继承和对抗等任务。在科索沃战争中,美国和北约盟国使用近300架无人机作为开拓先行者，用于中低空勘察以及长时间战事监控、电子对抗、战争情况分析、定位目标、天气数据收集、飞行员救援、传单分发和其他各种任务。在美国打击恐怖主义的战争中，无人驾驶飞机变得更加强大，成为追踪本·拉登及其基地成员的有效武器。特别是对基地组织成员国的空袭，是使用无人机的先例。在新世纪之初，无人机的发展步入了一个新时代，出现了各种具有不同的性能，先进的技术和多功能性的新型号无人机，如远程无人机、战斗无人机和迷你无人机。2001年，美国“全球鹰”长途无人机创造了飞行距离和飞行时间的世界纪录，首次完成了越洋飞行。而“捕食者”长途无人机是美国对阿富汗进行实弹空袭中，首次挂载导弹导向阿富汗地面目标，这已经成为无人机具备完成地面攻击任务能力的标志。近些年来，无人机的使用范围逐渐扩展到三个主要领域：科学研究，军事运用和民用。在科学研究方面，它可用于天气观测、大气成分监测、核生化污染区域监控、新技术设备以及新飞机的测试验证等；在军事领域，它可用于勘察监视、电子对抗、目标模拟、地空海攻击、骚扰和诱惑、战争评估、通讯广播、消防指导、预警等；在民用领域，可在交通、公民导航、森林防火、农业监控、大地勘测、城市环境监查、全球资源调查、环境保护、边境安全和监管、自然灾害监测和救援等方面发挥巨大作用；。无人机可以根据不同平台构型来划分，主要分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三种类型。多旋翼无人机就是具有三个或三个以上旋翼轴的无人机，机械结构非常简单，电动机直接跟桨叶连接带动桨叶提供动力。对比起来，无人直升机活动的机械连接部件可达上千个，飞行时会产生较大磨损，导致可靠性下降。而多旋翼无人机上几乎都是固定零件，没有活动部件，它的可靠性主要取决于无刷电动机的稳定性，因此可靠性较高。多旋翼无人机的优点是结构简单，操控灵活性较强，能垂直起降甚至悬停；缺点是续航时间较短，载荷较轻。一般在航拍、环境侦察、抗灾救援任务中运用较多。多旋翼无人机是欠驱动系统，它的桨叶只能产生相对于机身平台向上的升力，因此比较不稳定、控制难度较高。旋翼无人机的发展得益于微机电系统（MEMS）的发展，随着MEMS的集成化、精密化程度越来越高，重量和体积越来越小，能够被旋翼飞行器承载起来，因此多旋翼无人机的发展不再受到重量的限制，也正因此无人机也越来越小型化、集成化。国内外研究情况借助中国知网、Webofscience数据库，本论文调查了近三十年来国内外对无人机领域的研究热点和方向，获取了大量数据，并总结如下：图1.1中文文献发文量趋势图1.2无人机研究关键词共现网络图1.3无人机研究关键词分布图1.4国外无人机研究主题图1.5国外无人机研究热点分布格子玻尔兹曼法介绍格子波尔兹曼方法(LatticeBoltzmannMethod,LBM)是由格子气自动机(LatticeGasAutomata,LGA)发展而来的，它是使用简单的微观模型来模拟流体的宏观行为的一种新的方法。1985年底，在美国Losalamos国家实验室中，有科学家们提出FHP(Frisch-Hasslacher-Pomeau)模型，并且成功的进行了首批流体力学格子气模拟，自此LGA引起了物理学家、计算机科学家与数学家们的浓厚兴趣，并且取得了很大的发展。作为一个崭新的求解流体系统偏微分方程的方法以及为物理现象建模的方式受到了人们的广泛关注并且对许多问题建立了格子模型，获得了意想不到的效果。 通常来说，有两种方法可以研究流体的行为。从宏观的角度来看，假设流体在流场上连续分布。诸如密度，速度，压力等物理量是足够平滑的时间和空间函数。另一个是从微观角度来看，从非均衡统计力学的角度来看，只要流体由大量遵循力学定律的微观粒子组成，遵守统计规律并讨论宏观性质。流体用统计方法。然而，流体由大量颗粒组成。当我们从宏观角度检查流体行为时，它并不涉及单个粒子的行为。我们经常对宏观参数感兴趣，例如密度，速度和压力，它们代表一个点（一个包含大量粒子的微小单元）。根据连续性假设，我们可以导出N-S方程并使用数值微积分知识来解决它。然而，由于N-S方程是高度非线性偏微分方程，因此只有少数具有简单限制或严重物理约束的现象可用，只能进行理论分析。从微观角度研究单个粒子的真实行为时，在具有大量粒子的系统中，粒子的运动方程通常无法解决。统计数据可以通过考虑整个系统的所有可能状态以及处理该状态的可能性来解决这些困难。对于稀薄气体获得的方程是玻尔兹曼方程。但是找到方程还不够，我们仍然需要使用统计方法来获得流体的宏观特性，这就有必要求解玻尔兹曼方程。然而，玻尔兹曼方程是一个非线性微分积分方程，一般情况下想要严格求解非常困难。 近些年来发展起来的格子气方法是模拟流体力学以及其他系统的比较新的方法。格子气自动机模拟流场，就是将流体及其存在的时间和空间完全离散，给出离散的流体粒子之间相互作用以及迁移的规则。流体粒子存在于空间网格上，用一系列布尔变量ni(x,t)(i=1,2,…,b)来描述在时刻t，位于x处的节点的每一个速度方向是否有粒子存在，其中b表示每一个节点的速度方向的数目[2]。每个时间步的粒子演变由两部分组成：（a）迁移。粒子沿其最近的速度节点的运动;（b）碰撞。当不同的粒子同时到达一个节点时，它们会根据某些碰撞规则发生碰撞并改变运动方向。格子气体模型有两个含义：（a）尽可能建立一个简单的模型，用于模拟由大量粒子组成的系统;（b）反映粒子真实碰撞的性质，以便我们可以长时间获得流体的宏观特性。基于流体的宏观性质是系统内大量颗粒的整体行为的结果，颗粒的演变可用于模拟宏观流体过程。分子之间的相互作用可以改变流体的传输性质，例如粘度，但不会改变宏观方程的基本形式。格子玻尔兹曼方法是一种基于粒子碰撞的统计计算方法。该方法与传统的有限体积法和有限差分法有很大不同。它是一种不稳定和可压缩的流体计算方法，特别适合三维分离流动的数值模拟。与传统的有限差分法和有限元法相比，格子玻尔兹曼方法具有以下优点[3]：（a）演化方程中的碰撞项在速度空间中是线性的，而N-S方程中的相应对流项通常是非线性的。格子玻尔兹曼方法可以通过使用两个迁移和碰撞过程来模拟整个流场的运动。（b）为了计算流体的压力，需要在格子玻尔兹曼方法中求解关于流体密度和声速的状态方程。一般来说，数值方法需要一些特殊的方法来解决Poission方程。（c）格子玻尔兹曼方法的松弛迭代是可以同步执行的局部操作，并且多个处理器之间的每个节点的信息通信也非常容易优化，因此并行处理非常方便。XFlow软件介绍XFlow是NextLimit科技公司开发的计算流体动力学（CFD）仿真软件，这是一款功能强大的软件，在工程、设计、科学和建筑领域使用基于粒子的拉格朗日函数，能够简单地处理传统的复杂计算流体动力学（CFD）问题。XFlow能够模拟气体和液体流动，热量和质量传递，移动物体，多相物理，声学和流体结构的影响。XFlow中的无网格方法基于具有完全拉格朗日函数的粒子和方法，这意味着不再需要对经典流体区域进行网格划分，并且表面复杂性不再是限制因素。XFlow可以解决移动物体和可变形部件，并且可以适应低质量的输入几何体。（1）基于粒子动力式解算器XFlow以一种全新的、基于粒子的动力算法为特征，对波尔兹曼方程和可压缩的纳维-斯托克斯方程进行求解。该解算器的特点是具有现代化的大涡模拟(LES)建模能力，以及具有高级非平衡隔离型模型。（2）高级建模能力XFlow能够处理大规模复杂模型，并且结合移动部分、强制或关联运动或接触建模过程，极大地简化分析结构。（3）高级分析能力XFlow的求解器还支持热分析，热交换，辐射，跨音速和超音速流动，在多孔介质中流动，非牛顿流，离散相模型和复杂边界条件，如多孔介质中跳动或风扇类模型。（4）自适应踪迹改良XFlow的引擎可根据用户需求自动适应解算规模，在各项隔离附近精确解算质量，并且在流动发展同时动态适应其踪迹。（5）单独一致的隔离模型XFlow使用一种统一的非平衡隔离函数对边界层进行建模。该隔离模型可用于所有情况下，这意味着在不同的算法间无需进行选择，也无需处理每个体系相关的不同限制。（6）近似线性的可扩展性能XFlow使用近似线性的可扩展能力，对于多核心技术实现完全的平行处理。论文构成及研究内容 本论文研究对象为四旋翼无人机，四旋翼无人机是最常见的多旋翼无人机类型。通过研究各旋翼相对转速和模型结构对无人机运动性能的影响，完成对四旋翼无人机的优化设计。本论文从绪论开始介绍多旋翼无人机空气动力学仿真研究这个课题的研究背景、国内外研究现状、研究的方法和所使用的工具软件，再具体讲解四旋翼无人机的飞行原理，然后针对大疆无人机“御”MavicAir一步一步进行讲解三维模型搭建过程，等模型搭建完成后，我先进行单个旋翼的气动仿真分析，根据仿真数据预测四旋翼同步仿真的结果，然后过渡到四旋翼无人机整机仿真，其中需要考虑机身、地面以及外界风力的影响，并做有无上述因素的仿真对照。在得到足够数据之后，我开始对无人机尾迹气流进行分析，并对无人机结构进行适当调整优化，增强其运动性能，提高其使用寿命。最后我对整个毕业设计进行了总结，包括毕业设计完成的工作、遇到的问题和解决方法、设计过程走的弯路、分享比较实用的经验以及个人对XFlow仿真的见解。

四旋翼无人机飞行原理近年来，对四旋翼无人机非线性模型（QUAV-X4）的控制吸引了越来越多的研究人员。传感器技术的改进，新材料的应用以及电池寿命的改善为研究它提供了必要的硬件支持。QUAV-X4是强耦合，欠驱动和非线性MIMO系统（4个执行器和6个自由度），同时结构设计巧妙，可控性强，安全性高，具有起飞，悬停，飞行等潜在能力，适用于小地区的领地[4]。QUAV-X4的结构如图2.1所示。图2.1QUAV-X4坐标系其中O-xyz表示绝对坐标系，Ob-XbYbZb表示机身固定坐标系。QUAV-X4有四个转子，分别位于十字结构的四端，分为逆时针组（M1，M3）和顺时针组（M2，M4）。如果QUAV-X4正在徘徊，当四个转子同时增大或减速时，QUAV-X4垂直上下飞行，当改变一个或多个转子的转速时，它会滚动，俯仰或偏航，然后由于耦合，它将在空间中线性飞行。可以间接控制侧倾角φ与俯仰角θ相同。偏航角ψ可以通过相对改变两组转子的转速来控制。根据四旋翼对称的组成结构有两种飞行姿态，一种是根据四旋翼十字对称的结构，将处于同一水平线的一对机架梁作为x轴，另一对梁作为y轴的“+”型飞行姿态；另一种是将相应两个梁的对称轴线作为x轴，另一条对称轴线作为y轴的“X”型飞行姿态。“+”型飞行姿态飞行原理图2.2四旋翼无人机的“+”型飞行姿态“+”型飞行姿态如图2.2所示。“+”型飞行姿态下，同时增大或减小M1、M2、M3、M4四个电机的转速，无人机实现垂直运动，如图2.3(a)所示。如果想让无人机前后移动，实现俯仰运动，当减小M1的转速或者增大M3的转速，保持M2、M4的转速不变的时候，四旋翼会产生向前上方的合力，使无人机向前飞行。当增大M1的转速或者减小M3的转速，保持M2、M4的转速不变的时候，四旋翼会产生向后上方的合力，使四旋翼向后飞行，如图2.3(b)所示。如果控制四旋翼左右飞行，实现滚转运动，需要增加M2或减小M4的转速，保持M1、M3的转速不变，这样会产生右上方的合力，使四旋翼向右飞行。当减小M2或者增加M4的转速，同样保持M1、M3的转速不变时，四旋翼会产生向左上方的合力，使四旋翼向左飞行，如图2.3(c)所示。如果想让飞行器左右转向，实现偏航运动，将M1、M3的转速增加或者将M2、M4的转速减小，四旋翼会向右旋转，实现向右偏航。反之，如果将M1、M3的转速减小或者将M2、M4的转速增加，四旋翼会向左旋转，实现向左偏航，如图2.3(d)所示。图2.3“+”型飞行姿态飞行原理图“X”型飞行姿态飞行原理图2.4四旋翼无人机的“X”型飞行姿态“X”型飞行姿态如图2.4所示。这种飞行姿态在控制时，可以通过同时控制四个电机的转速来控制四旋翼的飞行姿态，相比“+”型飞行姿态来说控制要复杂，但是，通过同时控制四个电机的方法控制飞行姿态的联动性较好。“X”型飞行姿态垂直运动与“+”型飞行姿态相同，只要同时增加或者减小电机M1、M2、M3、M4的转速就能让飞行器实现垂直运动，如图2.5(a)所示。如果想让四旋翼前后飞行，实现俯仰运动，如果将M1、M2的转速减小或者将M3、M4增加时，四旋翼会产生向前上方的力，使四旋翼向前飞行。反之，如果将M1、M2的转速增加或者将M3、M4减小时，四旋翼会产生向后上方的力，使四旋翼向后飞行，如图2.5(b)所示。如果想让四旋翼左右飞行，实现滚转运动，如果将电机M2、M3的转速增加或者将M1、M3的转速减小时，四旋翼会产生向右上方的合力，使四旋翼向右飞行。反之，如果减小M2、M3的转速或者增加M1、M4的转速，四旋翼会产生向左上方的合力，使四旋翼向左飞行，如图2.5(c)所示。如果想让四旋翼左右转向，实现偏航运动，将M1、M3的转速增加或者将M2、M4的转速减小，四旋翼会向右旋转，实现向右偏航。反之，如果将M1、M3的转速减小或者将M2、M4的转速增加，四旋翼会向左旋转，实现向左偏航，如图2.5(d)所示。图2.5“X”型飞行姿态飞行原理图

“御”MavicAir无人机建模过程大疆“御”MavicAir无人机是一款小型、可折叠的四旋翼无人机，凭借其稳定的抗风能力、强劲的动力和出色的拍摄处理能力，获得了许多无人机爱好者的青睐。具体有以下特点：强抗风：可以抗三级到五级风，10m/s风速下仍能正常悬停；强动力：运动模式下，“御”MavicAir的最高时速能达到68.4公里每小时；优拍摄：能够拍摄4K30p、2.7K60p、FHD120p三种规格的视频，通过多张合成提高了逆光场景时拍摄照片的宽容度，球形全景功能只需连续拍摄25张照片（大疆Spark需46张，大疆MavicPro需34张），就能迅速合成一张具有3200万像素的全景照。图3.1“御”MavicAir无人机鉴于“御”MavicAir结构紧凑，外形小巧易于建立仿真数据，本论文选用其作为仿真分析对象，使用SolidWorks软件对其进行三维建模。整体机身建模查阅大疆官网资料可以得到“御”MavicAir的机身尺寸为168*83*49mm，考虑到仿真分析的复杂性，这里对机身的细节部分（摄像头、小孔和细壳等）不再建模，只对机身轮廓进行建模；其次，由于仿真不需要考虑支架和旋翼梁的可折叠性，这里将它们和机身并为整体进行建模。（单位mm）机身创建168*83*49mm的长方体选择上视基准面，应用“草图”工具绘制168*83mm矩形，然后利用“拉伸凸台”命令，输入拉伸参数49mm,创建一个168*83*49mm的长方体。（a）画矩形草图（b）拉伸图3.2创建168*83*49mm长方体裁出机身大体轮廓在长方体顶部绘制轮廓草图，如图3.3（a）,然后利用“拉伸切除”命令，选择“完全贯穿”，并勾选“反侧切除”，确定后得到机身的大体轮廓，如图3.3（c）。（a）轮廓草图（b）拉伸切除（c）粗糙轮廓图3.3裁出机身大体轮廓调整边缘运用“圆角”命令，对模型的侧棱和表面进行倒圆角处理，效果如图3.4（c）。（a）侧棱倒圆角（b）表面倒圆角（c）机身图3.4机身边缘倒圆角旋翼梁和支架前旋翼梁利用“基准面”命令创建基准面1，参考面为机身顶面，选择“偏移距离”，输入参数为32.6mm，并勾选“反转等距”。图3.5创建基准面1在基准面1上绘制前旋翼梁草图，利用“拉伸凸台”命令，输入参数为16.3mm，创建右前旋翼梁，如图3.6（b）。（a）绘制前旋翼梁草图（b）右前旋翼梁图3.6创建右前旋翼梁 利用“镜像”命令，镜像面选择右视基准面，镜像的对象为右前旋翼梁，完成前旋翼梁的建模,如图3.7（b）。（a）镜像（b）前旋翼梁图3.7前旋翼梁镜像建模后旋翼梁在基准面1上绘制后旋翼梁草图，利用“拉伸凸台”命令，输入参数为16.3mm，创建右后旋翼梁，如图3.8（b）。支架旋翼建模电机绘制一个直径22mm的圆形，然后利用“拉伸凸台”命令创建一个圆柱，高度为16.3mm。（a）22mm圆（b）拉伸图3.10电机主体建模 以圆柱体顶面为基准面，绘制一个直径5mm的圆形，利用“拉伸凸台”命令创建另一个圆柱，高度为4mm。（a）5mm圆（b）拉伸图3.11电机轴建模桨叶

单个旋翼的气动仿真4.1虚拟风洞4.2流体材质4.3设置边界条件4.4仿真及后处理四旋翼同步气动仿真5.1环境模拟5.2有无地面参照对比5.3风力干扰尾迹气流分析与旋翼结构优化6.1压力分布6.2气动阻尼6.3结构优化

总结本论文完成了对四旋翼无人机的空气动力学仿真研究。通过构造虚拟风洞模拟无人机的飞行环境，研究了外界风力、各旋翼间距和旋翼结构等因素对无人机运动性能的影响，并借助仿真数据完成了对四旋翼无人机的结构优化设计。起初抱着挑战自我的态度，我选择了从未接触过的《多旋翼无人机空气动力学仿真研究》这个课题。指导我的黄老师也为我的选择感到惊讶，表示我完成毕业设计可能有一定难度，但他依然鼓励我尽自己所能去完成它。因此从着手课题开始，我就通过互联网和图书馆的文献资料调查多旋翼无人机的研究背景、国内外研究情况和研究的方法。导师推荐我使用流体仿真软件XFlow作为研究课题的工具，他告诉我XFlow在流体仿真方面的功能非常强大，对于我研究无人机的空气动力学会有很大帮助。并且老师告诉我仿真分析的方法是格子玻尔兹曼法（LBM），其优点是能够简单的微观模型来模拟流体的宏观行为，比传统的CFD技术更加简单高效。通过查阅大量资料，我掌握了四旋翼无人机的飞行原理和控制方法。在比较了部分型号的无人机之后，最终我选择了结构紧凑且小巧的大疆品牌无人机“御”MavicAir作为本论文仿真分析的对象。由于没有精确的模型数据，我只能通过官方公布的外形尺寸数据，加上自己对照网上下载的非等比例模型，在SolidWorks上一步一步进行“御”MavicAir无人机三维模型的创建。创建完模型后，我把它导入到XFlow2017中，先进行单个旋翼的气动仿真分析，观察旋翼的涡流和气压情况，并根据仿真数据猜测四旋翼同步仿真的结果。然后再让四旋翼同步运动，