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Simulation of Fluid Flow in a Channel Induced by Three Types of Fin-Like Motion 被引量:4
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作者 Wojciech Kowalczyk Antonio Delgado 《Journal of Bionic Engineering》 SCIE EI CSCD 2007年第3期165-176,共12页
One of many interesting research activities in biofluidmechanics is dedicated to investigations of locomotion in water. Some of propulsion mechanisms observed in the underwater world are used in the development proces... One of many interesting research activities in biofluidmechanics is dedicated to investigations of locomotion in water. Some of propulsion mechanisms observed in the underwater world are used in the development process of underwater autonomic vehicles (AUV). In order to characterise several solutions according to their manoeuvrability, influence on the surrounding fluid and energetic efficiency, a detailed analysis of fin-like movement is indispensable. In the current paper an analysis of undulatory, oscillatory and combined fin-like movements by means of numerical simulation is carried out. The conservation equation of mass and the conservation equation of momentum axe solved with the Finite Volume Method (FWM) by use of the software CFX-10.0. The undulatory and oscillatory fin movements axe modelled with an equation that is implemented within an additional subroutine and joined with the main solver. N carried out in the computational domain, in which one fin is fixed in a flow-through water duct. Simulations axe carded out in the range of the Re number up to 105. The results show significant influence of applied fin motion on the velocity distribution in the surrounding fluid. 展开更多
关键词 biofluid dynamics fro-like movement fish propulsion computational fluid dynamics
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HYDRODYNAMICS OF A FLAPPING FOIL IN THE WAKE OF A D-SECTION CYLINDER 被引量:3
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作者 SHAO Xue-ming PAN Ding-yi 《Journal of Hydrodynamics》 SCIE EI CSCD 2011年第4期422-430,共9页
The water environment of swimming fish in nature is always complex which includes various vortices and fluctuations. In order to study the interaction between the fish and its surrounding complex flow, the physical mo... The water environment of swimming fish in nature is always complex which includes various vortices and fluctuations. In order to study the interaction between the fish and its surrounding complex flow, the physical model with a D-section cylinder placed at the front of a flapping foil is employed. The D-section cylinder is used to produce vortices to contact with the foil as well as the vortices shed from the foil. According to the experimental work of Gopalkrishnan et al., there are three interaction modes between vortices shed from the cylinder and the flapping foil, which are expanding wake, destructive interaction and constructive interaction. Here in this article, three of those typical cases are picked up to reproduce the vortices interaction modes with the modified immersed boundary methods and their hydrodynamic performances are studied further. Results show that, for expanding wake mode and destructive interaction mode, the incoming vortices contact with the foil strongly, inducing relative low pressure domains at the leading-edge of the foil and enlarging the thrust of foils. For constructive mode, the foil slalom between the shed vortices from the D-section cylinder do not contact with them obviously and the foil's thrust is only enlarged a little. 展开更多
关键词 flapping foil fish propulsion vortices interaction thrust enlargement
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鱼游推进的水动力学研究综述 被引量:1
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作者 刘卉 邵雪明 +1 位作者 潘定一 赵良明 《舰船科学技术》 2011年第B08期18-21,共4页
自然界中的鱼类游动时有着高速、高效和低噪等优点,人类一直以来试图通过对其游动机理的探索,获得借鉴并为自己所用。近一个世纪以来,在鱼游方面的研究已取得丰硕的成果。特别是近20年来,随着计算流体力学以及流动显示技术的发展,鱼游... 自然界中的鱼类游动时有着高速、高效和低噪等优点,人类一直以来试图通过对其游动机理的探索,获得借鉴并为自己所用。近一个世纪以来,在鱼游方面的研究已取得丰硕的成果。特别是近20年来,随着计算流体力学以及流动显示技术的发展,鱼游推进重新成为研究热点。本文首先介绍了鱼类游动的分类,并在此基础之上分别对鱼形体波动、尾鳍拍动以及复杂流场下鱼游推进的相关研究工作进行了介绍和归纳。 展开更多
关键词 鱼游推进 水动力学 形波运动 拍动
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鲹科模式机器鱼自主游动的水动力特性研究 被引量:8
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作者 夏丹 陈维山 +2 位作者 伍志军 徐丰羽 刘磊 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第21期54-61,共8页
采用数值模拟方法对鲹科模式机器鱼的自主游动机理进行研究。通过求解三维机器鱼自静止状态起动,逐渐加速并最终收敛到稳态游动的动力学过程,探讨自主游动过程中运动学和力能学参数的时间历程规律,并通过改变机器鱼的运动学参数来研究... 采用数值模拟方法对鲹科模式机器鱼的自主游动机理进行研究。通过求解三维机器鱼自静止状态起动,逐渐加速并最终收敛到稳态游动的动力学过程,探讨自主游动过程中运动学和力能学参数的时间历程规律,并通过改变机器鱼的运动学参数来研究其自主游动的水动力性能,揭示力学机理和流场结构。结果表明,机器鱼自主游动过程中,速度和力呈现明显的非定常变化,在鱼体开始摆动并逐渐加速的过程中,作用在鱼体上的力和力矩均不平衡,因此存在一定的平动和转动加速度,当流场趋于稳定时,鱼体所受的力和力矩达到平衡,并获得一定的前向稳态游动速度。进一步在稳态游动的基础上,研究摆动频率和尾部摆幅对机器鱼水动力参数的影响,提取的三维流场结构清晰地反映出二者对机器鱼稳态游动的影响机制。研究结果对于获得更为合理的三维机器鱼的稳态游动机理,开发新型原理样机具有重要意义。 展开更多
关键词 机器鱼 自主游动 水动力特性 流场结构 鲹科模式
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鱼类摆动推进的双涡模型及实验研究 被引量:1
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作者 吴靖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期158-163,共6页
通过对鱼类摆动推进的观测、实验和分析研究,从仿生学、运动学和涡动力学等方面综合研究了鱼类游动的机理,提出双涡结构模型,理论分析认为“8”字涡的存在与相互作用是一种动力机制,是鱼类摆动产生推力的原因.以此模型为指导设计... 通过对鱼类摆动推进的观测、实验和分析研究,从仿生学、运动学和涡动力学等方面综合研究了鱼类游动的机理,提出双涡结构模型,理论分析认为“8”字涡的存在与相互作用是一种动力机制,是鱼类摆动产生推力的原因.以此模型为指导设计了刚性仿鱼尾摆动翼的有关实验.实验结果得到启发性的有力证据:在不同流速的水洞中摆动翼均产生一定的推力,并且在水介质中的耗功率明显低于在空气中的耗功率.由此得出结论:“8”字涡具有储能特性,有质量动量交换的双涡结构是一种动力机制,能够提供动力.这一新型原理对分析鱼类游泳及设计高效推进器具有重要意义. 展开更多
关键词 建立模型 鱼类 推进 鱼类摆动推进
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基于复杂柔性运动流场数值求解的动网格方案及应用 被引量:2
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作者 郭泽宇 陈作钢 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期403-409,共7页
为解决在复杂柔性边界非定常变化的流场中高精度结构化网格的应用问题,提出一种二维贴体结构网格快速生成的动网格计算方案,基于代数法对流场边界进行贴体网格快速生成,根据边界的变化,随时间步快速生成新的高质量结构化网格.应用于类... 为解决在复杂柔性边界非定常变化的流场中高精度结构化网格的应用问题,提出一种二维贴体结构网格快速生成的动网格计算方案,基于代数法对流场边界进行贴体网格快速生成,根据边界的变化,随时间步快速生成新的高质量结构化网格.应用于类鱼体柔性推进流场的计算结果显示,所提出的方案在计算负荷、网格交叉、多时间步网格质量等方面性能良好,充分显示了结构化网格在网格生成速度、网格质量、计算精度、湍流模型适用性等方面的优势,为柔性运动的流场研究提供了新方案. 展开更多
关键词 数值模拟 复杂柔性运动流场 动网格技术 贴体结构网格 类鱼推进
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