仿生机器鱼近壁面流场识别的人工侧线方法

• 作者: 谢鸥 宋爱国 苗静 孙兆光 沈晔湖
• 来源期刊: 哈尔滨工业大学学报
• 关键词: 仿生机器鱼 人工侧线 神经网络 壁面 流场识别
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 页码范围: 164-170
• 页数: 7页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.11918/202010083

摘要

针对仿生机器鱼目标近距离作业时的环境识别难题,提出一种基于人工侧线(ALL)的近壁面流场识别方法.理论分析了ALL感知近壁面流场环境的可行性,建立了ALL虚拟压力传感器阵列并采用计算流体动力学(CFD)方法计算并提取了不同参数条件下(来流速度v,靠壁距离d和游动频率f)仿生机器鱼的体表压力数据,建立了基于多层前馈神经网络的来流速度和靠壁距离预测回归模型,并对模型结构和数据特征进行了优化.结果表明:壁面效应将引起鱼体周围流场结构的非对称分布,鱼体头部和尾部的侧线传感器对流场参数的辨识度高,消除弱相关的特征对来流速度和靠壁距离预测指标的影响小且有利于降低预测模型的复杂度.研究结果能够为水下机器人环境识别的信息提取及处理提供理论方法.