二維波動(dòng)板的非線性數(shù)值分析.pdf

1、本文數(shù)值分析了模擬魚類波狀擺動(dòng)的二維波動(dòng)板問題，分析了其動(dòng)力學(xué)性能?；谌缦录僭O(shè)：(i)外部流場為非定常勢流，(ii)魚類游動(dòng)時(shí)，從尾緣脫瀉出離散的點(diǎn)渦，(iii)在尾緣處滿足非定常Kutta條件，此復(fù)雜問題被簡化成為對(duì)非定常的Laplace方程的求解。 對(duì)于波狀擺動(dòng)，推力主要由壓差阻力形成。Lighthill的細(xì)長體理論和通過渦格法求解的三維波動(dòng)板理論都曾經(jīng)對(duì)小波幅的波狀擺動(dòng)進(jìn)行過線性分析，在此基礎(chǔ)上，對(duì)非線性的大幅波狀擺動(dòng)進(jìn)

2、行研究，并模擬了尾渦的脫瀉、變形和配對(duì)過程。本文分析了三種模型：變幅波動(dòng)板、平板與波動(dòng)板組合、圓弧板與波動(dòng)板組合的動(dòng)力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)行波相速度大于流動(dòng)速度時(shí)方能產(chǎn)生向前的正推力，推力系數(shù)隨著頻率的增加單調(diào)遞增，同時(shí)它們也都隨著波幅的增加而增加，隨著波數(shù)的增加而減小。變幅波狀擺動(dòng)，當(dāng)行波傳播方向與前進(jìn)方向一致時(shí)，推進(jìn)效率較低，反之，波傳播方向與前進(jìn)方向相反時(shí)，具有較高的推進(jìn)效率，推進(jìn)效率隨著頻率的增加從0迅速的增加，達(dá)到最高點(diǎn)后緩慢

3、的下降。平板與波動(dòng)板組合和圓弧板與波動(dòng)板組合的推進(jìn)效率隨著頻率的增加緩慢的增加，并漸趨平緩。變幅波動(dòng)板和平板與波動(dòng)板組合的推進(jìn)效率隨著波幅的增加而減小，隨著波數(shù)的增加而增加。圓弧板與波動(dòng)板組合的推進(jìn)效率隨著波數(shù)的增加而增加，同時(shí)也隨著波幅的增加而增加，這與前面兩個(gè)模型的變化趨勢相反。 基于波耳豪津(Pohlhausen)求解定常邊界層方程的方法加以推廣求解非定常邊界層，并對(duì)粘性阻力進(jìn)行了分析。阻力系數(shù)隨著頻率的增加而增加，同時(shí)也