尾鳍面积对摆动推进力大小的影响

发布时间：2021-10-08 07:38

　　目前,尾鳍面积对游动性能影响的研究大多采用鳍面整体缩放而鲜有通过设置漏空区域来改变面积的方法。笔者以新月形尾鳍为研究对象,建立尾鳍三维运动学模型。选择矩形和圆形2种漏空区域,在漏空区域面积不变的前提下,利用计算流体动力学原理,研究了漏空区域形状和分布对推力的影响。给出了尾鳍表面压力分布和无量纲阻力系数变化情况,结合尾鳍不同切面涡结构,揭示通过在尾鳍表面设置漏空区域调节推进力的规律。该研究成果为优化尾鳍摆动推进力提供了参考。 

【文章来源】：轻工机械. 2019,37(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

尾鳍坐标系

在计算域内求解笛卡尔坐标系下不可压缩的黏性纳维-斯托克斯方程和连续性方程表达式:式中:U为水流速度;ρ为流体密度;p为压力;F为物体对流体的作用力;μ为流体动力黏性系数。

计算区域如图3所示，为长方体三维空间。为减少壁面效应对计算结果的影响，模型前沿离入口边界1.5个模型长度，模型后边沿离出口边界3个模型长度，模型距离四周壁面1.5个模型长度，使尾鳍运动形成的漩涡能够充分发展。采用四面体非结构网格划分计算域，并对模型周边及尾迹区域进行网格加密，其目的不仅有利于提高核心区域的计算质量，而且可以减少计算时间。

【参考文献】：
期刊论文
[1]鳍条运动模式对仿生波动鳍推进力影响的研究[J]. 章永华,何建慧.  工程设计学报. 2017(01)
[2]尾鳍缺失对鳊鱼幼鱼游泳能力、能量效率与行为的影响[J]. 杨晗,曹振东,付世建.  水生生物学报. 2013(01)
[3]运动锻炼对鲤鱼幼鱼形态参数的影响[J]. 闫冠杰,曹振东,彭姜岚,付世建.  重庆师范大学学报(自然科学版). 2011(03)
[4]微机器鱼尾鳍形状的结构优化[J]. 张德欣,安伟光,张永顺.  哈尔滨工程大学学报. 2008(09)
[5]鱼参科类鱼尾模型的巡游推进特性实验研究[J]. 李龙,尹协振.  实验流体力学. 2008(01)
[6]仿鱼尾潜器推进系统的水动力分析[J]. 苏玉民,黄胜,庞永杰,徐玉如,吴强.  海洋工程. 2002(02)
[7]新月形尾鳍推进的流体力学分析[J]. 程健宇,庄礼贤,童秉纲.  力学学报. 1992(04)



本文编号：3423713