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尾鳍摆动推进水动力与流动涡结构特征分析
1
作者 苏博越 翟树成 +1 位作者 白亚强 张军 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期220-228,共9页
作为BCF(body-caudalfin)推进模式中的典型代表,金枪鱼游动快,是重要的仿生研究对象之一。本文基于弹性光顺模型和局部网格重构模型动网格技术,建立仿金枪鱼尾鳍摆动推进流场RANS数值计算及涡结构提取分析方法,通过网格无关性验证,并与... 作为BCF(body-caudalfin)推进模式中的典型代表,金枪鱼游动快,是重要的仿生研究对象之一。本文基于弹性光顺模型和局部网格重构模型动网格技术,建立仿金枪鱼尾鳍摆动推进流场RANS数值计算及涡结构提取分析方法,通过网格无关性验证,并与其它研究结果的比较验证数值计算方法的有效性。对尾鳍摆动推进过程中主要涡结构的产生与演化研究表明,尾鳍摆动推进水动力由St数主控,尾流中环状涡结构呈“之”形交错分布,并且随着St数增加,涡结构逐渐从单列演变成双列,推力系数逐渐增大。 展开更多
关键词 尾鳍摆动 数值计算 水动力 涡结构
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跃变分层流体中球体内波散度场特征实验研究
2
作者 张军 姚志崇 +2 位作者 高德宝 周根水 苏博越 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期984-994,共11页
本文对跃变分层流体中匀速拖曳运动球体内波诱导流场PIV试验测量得到的水平速度散度场随时间的演化过程及内波时频、波谱、传播速度等特征进行了研究。球体处于跃层中,测试水平面位于球心下方一倍直径处。分析获得了速度散度场整体特征... 本文对跃变分层流体中匀速拖曳运动球体内波诱导流场PIV试验测量得到的水平速度散度场随时间的演化过程及内波时频、波谱、传播速度等特征进行了研究。球体处于跃层中,测试水平面位于球心下方一倍直径处。分析获得了速度散度场整体特征及其随内傅氏数F_(ri)=U/N_(max)D的变化规律,比较分析了体效应内波(Lee波)和尾流效应内波(WIW波)的时频、波谱、传播速度等波动特征。研究表明:(1)在低F_(ri)时Lee波占优,水平速度散度等值线呈内凹的“>”形,在最大浮力振荡频率f_(max)附近有非常明显的频率主峰,速度散度曲线的波谱主峰也非常明显,内波传播速度与球体运动速度基本一致;(2)在高F_(ri)时WIW波占优,水平速度散度等值线呈“■”形,频谱曲线上明显存在多个峰,且主频接近球体潜深位置当地浮力振荡频率,波谱曲线上也存在多个较明显的峰,对应WIW波波长在2.4D~5.6D之间,传播速度远低于球体运动速度;(3)在高F_(ri)时WIW波分界线的斜率与参数F_(ri)呈指数分布,在低F_(ri)下Lee波包络线的斜率也符合此分布规律。 展开更多
关键词 分层流 体效应内波 尾流效应内波 速度散度
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长鳍波动推进水动力效率计算分析 被引量：1
3
作者 苏博越 白亚强 +1 位作者 张军 翟树成 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2019年第5期577-584,共8页
"尼罗河魔鬼"鱼在保持身体不变形的情况下依靠其长背鳍波动推进实现直线巡游,通过改变波动传播方向,即可实现前进或后退。鉴于其独特的优点,长鳍波动推进成为仿生推进研究重要的推进模式之一。目前对这种仿生推进模式的水动... "尼罗河魔鬼"鱼在保持身体不变形的情况下依靠其长背鳍波动推进实现直线巡游,通过改变波动传播方向,即可实现前进或后退。鉴于其独特的优点,长鳍波动推进成为仿生推进研究重要的推进模式之一。目前对这种仿生推进模式的水动力学研究还相对较少,已有的一些研究工作中相当一部分还不涉及推进效率。该文通过数值计算,对柔性长鳍波动推进的水动力和推进效率进行研究。该研究对于长鳍沿轴向各部分鳍面的输入功率的要求及其对总推力的贡献分析具有参考价值。 展开更多
关键词 半波动长鳍 数值计算 推进效率
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拖曳体内波尾迹水下/水面波流特征试验研究
4
作者 高德宝 张军 +3 位作者 周根水 苏博越 姚志崇 洪方文 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期1-9,共9页
内波水面效应对于水下航行体探测具有重要意义,目前关于水下航行体内波尾迹水面特征的相关研究还较少。本文介绍了在大型分层流试验水池中同时开展的以研究内波尾迹特征及其诱导的水面流动特征的拖曳体内波水下/水面尾迹特征试验研究。... 内波水面效应对于水下航行体探测具有重要意义,目前关于水下航行体内波尾迹水面特征的相关研究还较少。本文介绍了在大型分层流试验水池中同时开展的以研究内波尾迹特征及其诱导的水面流动特征的拖曳体内波水下/水面尾迹特征试验研究。研究采用电导率仪阵列测量拖曳体(SUBOFF)水下内波波高场及其随时间变化,采用基于光学粒子图像互相关分析的流场测试方法测量拖曳体激发内波诱导的水面流场,并定量分析拖曳体激发的内波波长及其扰动引起水面流动的波长。研究表明:所采用的水面流场测量方法可以测量水面mm/s低速流动。在低傅汝德数Fr_(i)下(Fr_(i)≤2.14),分层流体中拖曳体水面尾迹特征主要受水下体效应内波影响,其水面尾迹波长及传播速度与水下内波的波长、传播速度基本一致;随着Fr_(i)的增加(2.14≤Fr_(i)≤3.42),在水下尾流效应内波逐渐增强,但在水面流场未见明显尾流效应内波影响;随着Fr_(i)的进一步增加(3.42≤Fr_(i)≤10.27),水下呈现出明显的尾流效应内波特征,由于表面波效应增强,水面流动主要表现为Kelvin波特征。 展开更多
关键词 分层流体 内波尾迹 水面流场 水下特征
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