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仿生胸鳍的三维尾涡结构与参数影响分析
被引量：
2
1
作者
李宁宇
苏广胜
+3 位作者
赵云鹤
孙向东
张
嗣
祺
苏玉民
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2020年第1期66-76,共11页
为研究仿胸鳍推进的机理和流体动力特性及缩小机器鱼与生物原型之间的性能差距,利用浸入边界法数值模拟了做耦合旋转运动胸鳍的非定常绕流问题。详细探讨胸鳍非定常运动的三维尾涡结构演化和推进机理,并开展胸鳍推进性能与尾涡结构的参...
为研究仿胸鳍推进的机理和流体动力特性及缩小机器鱼与生物原型之间的性能差距,利用浸入边界法数值模拟了做耦合旋转运动胸鳍的非定常绕流问题。详细探讨胸鳍非定常运动的三维尾涡结构演化和推进机理,并开展胸鳍推进性能与尾涡结构的参数影响分析。结果表明:迎流面在背、腹侧边缘及鳍梢部显著涡旋结构的作用下所出现的低压力区,加之鳍表面和上游来流之间好的垂直度共同造成了在动力划水阶段的高推力;在恢复划水阶段的高升力与背侧边缘涡强度的持续增加,以及因鳍表面倾斜而引起的水动力被分解到竖直方向的比重提升有关;胸鳍尾流场被一个三维双环涡结构所支配;当前的模拟为仿胸鳍推进建立了一个最优的斯特劳哈尔数St范围(在0.55附近),在此之后平均推力仍随St的增大而增加,而推进效率则表现出一个缓慢降低的趋势;当前后拍动与纵倾运动之间的相位差为90度时,胸鳍同时取得最佳的推力和效率。
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关键词
胸鳍
尾涡结构
浸入边界法
推力系数
升力系数
水下机器人
下载PDF
职称材料
题名
仿生胸鳍的三维尾涡结构与参数影响分析
被引量：
2
1
作者
李宁宇
苏广胜
赵云鹤
孙向东
张
嗣
祺
苏玉民
机构
哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室
中国石油天然气管道工程有限公司
杭州和利时自动化有限公司
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2020年第1期66-76,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51809059)
中国博士后科学基金项目(2018M631915)。
文摘
为研究仿胸鳍推进的机理和流体动力特性及缩小机器鱼与生物原型之间的性能差距,利用浸入边界法数值模拟了做耦合旋转运动胸鳍的非定常绕流问题。详细探讨胸鳍非定常运动的三维尾涡结构演化和推进机理,并开展胸鳍推进性能与尾涡结构的参数影响分析。结果表明:迎流面在背、腹侧边缘及鳍梢部显著涡旋结构的作用下所出现的低压力区,加之鳍表面和上游来流之间好的垂直度共同造成了在动力划水阶段的高推力;在恢复划水阶段的高升力与背侧边缘涡强度的持续增加,以及因鳍表面倾斜而引起的水动力被分解到竖直方向的比重提升有关;胸鳍尾流场被一个三维双环涡结构所支配;当前的模拟为仿胸鳍推进建立了一个最优的斯特劳哈尔数St范围(在0.55附近),在此之后平均推力仍随St的增大而增加,而推进效率则表现出一个缓慢降低的趋势;当前后拍动与纵倾运动之间的相位差为90度时,胸鳍同时取得最佳的推力和效率。
关键词
胸鳍
尾涡结构
浸入边界法
推力系数
升力系数
水下机器人
Keywords
pectoral fin
wake structure
immersed boundary method
thrust coefficient
lift coefficient
underwater robot
分类号
O352 [理学—流体力学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
仿生胸鳍的三维尾涡结构与参数影响分析
李宁宇
苏广胜
赵云鹤
孙向东
张
嗣
祺
苏玉民
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2020
2
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