| 仿生机器鱼快速启动的水动力性能数值模拟 |
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| 引用本文： | 冯亿坤,刘焕兴,宿原原,苏玉民.仿生机器鱼快速启动的水动力性能数值模拟[J].华中科技大学学报(自然科学版),2020,48(7):33-39. |
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| 作者姓名： | 冯亿坤 刘焕兴 宿原原 苏玉民 |
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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;北京特种机械研究所,北京100081;哈尔滨工程大学理学院,黑龙江哈尔滨150001 |
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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)自由游动的计算模型,对仿生金枪鱼模型的C-型快速启动进行了模拟.鱼体由静止开始,经过C-型快速启动之后,进入滑行阶段.对整个过程中鱼体的游动性能、水动力性能、流场速度矢量分布和三维涡结构进行分析.结果表明:在阶段1,鱼体后部快速地弯曲成C-型,首摇角速度ωz快速向负向(顺时针方向)增加至峰值之后缓慢减小,导致鱼体快速转向;在阶段2,鱼体后部快速地弹出C-型,首摇角速度ωz快速向正向(逆时针方向)增加至峰值之后迅速减小,同时纵向速度(Ux)快速向前进方向增加至幅值之后保持不变;在滑行阶段,鱼体以C-型启动获得的Ux向前滑行;在整个C-型启动阶段共有两个涡环产生,每个涡环产生一个射流,在阶段1产生的射流使得鱼体快速转向,在阶段2产生的射流使得鱼体快速向前滑行.
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| 关 键 词： | 仿生金枪鱼 计算流体力学(CFD) 自由游动 快速启动 数值模拟 水动力学 涡结构 |
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