Digging with ‘hands’: observations of food capture in the flying gurnard Dactylopterus volitans (Linnaeus, 1758)

ABSTRACT

Videofilms of a foraging flying gurnard (Dactylopterus volitans) were collected at Itaipu, Niterói, RJ, Brazil. Analysis revealed details of the use of anterior parts of the pectoral fins which act as digging ‘hands’ to access infaunal prey items that are subsequently captured by oral suction feeding. Each pectoral fin has two distinct sections articulated separately on the pectoral girdle. The digging ‘anterior pectoral fin’ mainly consists of segmented and flexible fin rays but has an anterior robust unsegmented ray that provides an edge to the ‘hand’, allowing penetration of the substratum. The huge ‘posterior pectoral fins’ are supported by unsegmented rays. Most digging episodes involved one ‘hand’ and consisted of 1–7 cycles of movement with frequencies 1.15–3.74 cycles s^?1. During a cycle, the ‘hand’ is moved forwards and medially above the substratum, then is twisted medially and simultaneously depressed so that the anterior unsegmented ray impacts and enters the substratum. The hand is then drawn backwards and laterally to disturb the substratum. To prevent upward pitching of the head during digging, the ‘posterior pectoral fins’ are both moved anteriorly and laterally to shift the centre of gravity forwards while the caudal and ?second dorsal fins continue to provide propulsive force.     

减摇鳍控制方法仿真研究

介绍了减摇鳍传统的按力矩控制方法,在此基础上结合海浪扰动力矩提出了一种新的控制方法,并根据其存在的问题进行了分析改进.基于M atlab6.5对控制方法进行了仿真,并给出了仿真结果.仿真结果表明,提出的新控制方法能够大大降低船舶横摇,具有良好的减摇效果.     

圆管与扁管管肋效率的对比分析

用简化计算法和数值计算法对圆管和扁管管片式换热器的肋效率进行了计算与分析，比较了2种计算方法所得结果的差异。重点分析了圆管与扁管管间距、肋片厚度对肋效率的影响。表明在纵横管间距乘积不变的条件下，随管间距的变化，肋效率有一极大值；在相同肋效率条件下，错排扁管管肋厚度小于其它结构的管肋厚度。     

近室温下圆翅热管翅片结构的遗传算法优化

阐明了采用热管作为空调系统的热回收装置具有巨大的节能意义.分析了近室温下的圆翅热管传热模型.以单位温差、单位换热量下的热管翅片体积最小为目标函数,建立了热管翅片高度、间距、厚度等结构参数的函数关系式.利用遗传算法对目标函数进行了优化,计算结果表明了遗传算法的有效性.     

换热器翅片表面空气流动热力过程的数值模拟

为了减少换热器翅片设计中的盲目性和复杂性，利用FLUENT软件模拟了发生在双排／叉排波纹翅片表面的空气流动和传热过程．在合理简化物理模型的基础上，采用标准κ-ε模型和速度-压力耦合的SIMPLE算法，获得了有代表性的翅片表面温度分布、换热系数等值线图，以及表面气流速度矢量图和相关计算数据．分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、气流流动、换热系数、换热量及气流阻力的影响．结果表明，增大入口风速有利于提高翅片的换热性能，但同时又会增加系统能耗，因此入口风速的确定必须考虑系统性能的优化．     

一种摆动式柔性尾部的仿生机器鱼

提出了一种摆动式柔性尾部的仿生机器鱼设计方案,着重解决了机器鱼摆动式推进的问题.在该方案中,应用曲柄摇杆原理,采用了特殊的四连杆摆动机构,结合柔性尾部实现了机器鱼的摆动式推进;巧妙应用了霍尔位置传感器,检测摆杆临界位置,实现了鱼尾位置判断,进而控制鱼尾来转向;研制了以气缸为压缩泵的气路沉浮机构作为"鱼鳔",能使机器鱼进行沉浮动作.实验显示这种机器鱼达到了预期的功能,在水下作业、军事侦察、娱乐等领域有一定的研究应用价值.     

带尾翼EFP形成的三维数值模拟研究

带尾翼的杆状爆炸成形侵彻体(explosively formed penetrator,简称EFP)具有良好的飞行稳定性和侵彻性能.在对能形成该种类型EFP的战斗部结构形式进行分析的基础上,以两种典型的结构形式(异形壳体和多点起爆)为例,采用AUTODYN-3D软件进行了EFP成形的三维数值模拟,得到了尾部带有不同形状尾翼的爆炸成形侵彻体.计算结果对于EFP战斗部的设计具有重要的参考价值.     

双排平直翅片管换热器换热和流动性能的三维稳态模拟

利用三维稳态模拟研究了叉排和顺排布置形式、几何尺寸和雷诺数ReD对双排平直翅片管换热器换热和流动特性的影响。研究结果表明:尾流区面积是影响换热量的主要因素,其原因是尾流区的风速很小,部分空气无法被主流带走,造成了空气和翅片间的温差很小,努塞尔数NuD接近零;顺排管换热器前排管的尾流区较宽,并与后排管的连接形成宽度为D的尾流通道,形成了比叉排管换热器大的尾流区面积,因而前者的换热效果比后者差。在几何参数中,翅片间距对换热量的影响最为显著,因为翅片间距较大时,管前和管侧会产生向下游移动的马蹄形漩涡,显著强化了换热;流动方向或垂直于流动方向的管间距的减小,会增大前排管尾流区对后排管的影响,从而恶化传热。     

具有柱肋阵列与分离式柱肋阵列的冷却通道内流阻与传热实验研究

在常规柱肋阵列冷却结构的基础上对一种新型分离式柱肋阵列冷却结构内的流动和传热特征进行了实验和数值计算研究.在雷诺数Re=8 200~50 500时,对具有新型分离式柱肋阵列的冷却通道和具有常规柱肋阵列的冷却通道内传热和流动压力损失性能进行了对比实验研究.对2种通道内的流动与传热进行了三维稳态数值计算,对比研究了其各自的速度场和局部传热特性,揭示了分离式柱肋阵列强化传热以及降低流动阻力的机理.实验结果表明,在所研究的Re范围内,与常规柱肋阵列通道相比,新型分离式柱肋阵列通道具有更高的平均努塞尔数(Nu)以及更小的阻力损失.     

有躯干双足机器人被动行走及其稳定器

采用Matlab仿真的方式构建了一个简单的有躯干双足机器人模型,研究了该模型在斜坡上的被动行走,分析了模型步行的稳定性,并设计了一个全状态线性反馈步行稳定器.研究结果表明:无任何驱动器的有躯干双足机器人能够实现沿斜坡而下的被动行走,其步行方式有两种,但均不稳定;设计的全状态反馈稳定器能够较好地稳定模型的被动行走.