| 仿生机器鱼自主游动的数值计算方法与机理 |
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| 引用本文： | 冯亿坤,苏玉民,宿原原,刘焕兴.仿生机器鱼自主游动的数值计算方法与机理[J].华中科技大学学报(自然科学版),2019,47(12):18-24. |
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| 作者姓名： | 冯亿坤 苏玉民 宿原原 刘焕兴 |
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| 作者单位： | 哈尔滨工程大学 水下机器人技术重点实验室,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学 理学院,黑龙江哈尔滨,150001;北京特种机械研究所,北京,100081 |
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| 摘 要： | 基于计算流体力学(CFD)方法建立了鱼体-流体耦合的三自由度(3-DoF)自主游动计算模型,对仿生金枪鱼模型从静止开始到稳定巡游的过程进行了模拟.计算结果表明:在巡游阶段前进速度的周期平均值非零,而侧向速度和艏摇角速度的周期平均值为零.鱼体前部始终产生阻力,鱼体后部在巡游阶段能够产生少量的推力,而尾鳍始终产生较大的推力.鱼体表面压力分布表明在尾鳍前缘的左右两侧,周期性地交替出现高压和低压区是尾鳍产生较大推力的原因.在加速阶段尾鳍的脱落涡强度大,一个周期脱落的两个涡相互挤压在一起;在巡游阶段鱼体产生的涡和尾鳍产生的涡融合在一起脱落到尾流中,形成反卡门涡街,使得尾鳍有效地吸收鱼体产生的涡中的能量,减少功率消耗.
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| 关 键 词： | 仿生机器鱼 自主游动 涡结构 数值模拟 水动力 |
Study on numerical simulation method and mechanism of bionic robot fish's self-propelled swimming |
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