仿生机器鱼自主游动的数值计算方法与机理

• 作者: 冯亿坤 刘焕兴 宿原原 苏玉民
• 来源期刊: 华中科技大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 仿生机器鱼 自主游动 涡结构 数值模拟 水动力
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 机械与材料工程
• 页码范围: 18-24
• 页数: 7页
• 分类号: TP242|O351.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13245/j.hust.191204

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)自主游动计算模型,对仿生金枪鱼模型从静止开始到稳定巡游的过程进行了模拟.计算结果表明:在巡游阶段前进速度的周期平均值非零,而侧向速度和艏摇角速度的周期平均值为零.鱼体前部始终产生阻力,鱼体后部在巡游阶段能够产生少量的推力,而尾鳍始终产生较大的推力.鱼体表面压力分布表明在尾鳍前缘的左右两侧,周期性地交替出现高压和低压区是尾鳍产生较大推力的原因.在加速阶段尾鳍的脱落涡强度大,一个周期脱落的两个涡相互挤压在一起;在巡游阶段鱼体产生的涡和尾鳍产生的涡融合在一起脱落到尾流中,形成反卡门涡街,使得尾鳍有效地吸收鱼体产生的涡中的能量,减少功率消耗.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	苏玉民	哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室	102	1587	20.0	37.0
2	刘焕兴		4	3	1.0	1.0
3	冯亿坤	哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室	4	3	1.0	1.0
4	宿原原	哈尔滨工程大学理学院	3	3	1.0	1.0