仿生推進(jìn)器的水動(dòng)力性能理論預(yù)報(bào)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、魚(yú)類和海洋哺乳動(dòng)物己越來(lái)越引起人們的關(guān)注，因?yàn)?，它們具有良好的推進(jìn)和操縱性能，它們能夠遠(yuǎn)距離高速行進(jìn)，在狹窄的空間靈活運(yùn)動(dòng)，迅速地加速和靈活地減速等。仿生工作首先是尋求發(fā)現(xiàn)一些機(jī)理，正是這些機(jī)理使某些生物擁有驚人的游動(dòng)技能。經(jīng)過(guò)學(xué)者多年的努力已經(jīng)清楚地知道了海洋魚(yú)類，特別是大型高速游動(dòng)魚(yú)類的高效推進(jìn)的機(jī)理。利用月牙尾的動(dòng)態(tài)過(guò)失速特性產(chǎn)生高升力，獲得高推力；利用尾渦控制使尾跡呈現(xiàn)反卡門(mén)渦街，獲得最佳推進(jìn)效率。 本研究模仿金槍魚(yú)的擺

2、尾推進(jìn)方式，制作了單尾仿生機(jī)器魚(yú)，實(shí)驗(yàn)測(cè)量了機(jī)器魚(yú)的航行速度、阻力和系泊狀態(tài)時(shí)尾鰭擺動(dòng)產(chǎn)生的推力，同時(shí)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了魚(yú)類高速高效推進(jìn)的機(jī)理，也為建立尾鰭運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型和理論預(yù)報(bào)仿魚(yú)尾鰭的水動(dòng)力性能奠定了試驗(yàn)基礎(chǔ)。 用邊界元法計(jì)算尾柄與尾鰭以不同相位角擺動(dòng)時(shí)尾鰭的平均推力和平均推進(jìn)效率，計(jì)算尾柄與尾鰭同相位擺動(dòng)時(shí)尾鰭擺動(dòng)頻率與推力的關(guān)系。計(jì)算得到的結(jié)果為研究開(kāi)發(fā)新型仿生推進(jìn)器的提供了理論依據(jù)。結(jié)合單尾鰭擺動(dòng)推進(jìn)存在的機(jī)器魚(yú)的搖艏問(wèn)