仿魚推進(jìn)復(fù)合翼水動力學(xué)仿真研究.pdf

1、自主式水下推進(jìn)器在海洋生物考察，海底探測等方面具有很高的應(yīng)用價值，傳統(tǒng)的水下推進(jìn)器采用螺旋槳和葉輪原理，存在機(jī)械效率低，機(jī)動性差等缺點。隨著仿生學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家通過對采用魚類游動機(jī)理的推進(jìn)器的研究，發(fā)現(xiàn)其在一定程度上可以解決傳統(tǒng)推進(jìn)器存在的問題，因此，對仿魚推進(jìn)器的研究成為目前仿生學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點。
　　本課題依托機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室自主研究課題“魚體利用流場能量的推進(jìn)行為及新型仿魚機(jī)器人的研究”，對仿魚推進(jìn)器利用流

2、場能量提高自身的推進(jìn)性能進(jìn)行了研究。
　　科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，魚類在游動的過程中能夠從周圍的流場中獲取能量以提高自身的游動性能。本文在此研究的基礎(chǔ)上，對仿魚推進(jìn)器的復(fù)合翼在拍動過程中合理利用流場的能量，以提高推進(jìn)性能作了研究。
　　首先，建立了以金槍魚尾鰭為模型的新月形拍動翼，并對其運動模型進(jìn)行了仿真。然后在 Fluent軟件下對新月形拍動翼進(jìn)行數(shù)值計算，分析了拍動翼的各個運動參數(shù)對其推進(jìn)力和推進(jìn)效率的影響，并對拍動翼的流場結(jié)構(gòu)進(jìn)

3、行了研究。確定出拍動翼高性能推進(jìn)的參數(shù)范圍，為復(fù)合翼推進(jìn)的研究奠定基礎(chǔ)。
　　在復(fù)合翼推進(jìn)器的研究中，本文建立了串聯(lián)結(jié)構(gòu)的拍動翼，通過改變拍動翼之間的運動參數(shù)和其相對位置關(guān)系，使后拍動翼能夠在前拍動翼的流場中獲取能量，很大程度上提高了復(fù)合翼推進(jìn)器的推進(jìn)性能。
　　本文通過計算流體動力學(xué)模擬的方法，研究了新月形拍動翼在推進(jìn)過程中產(chǎn)生的流場結(jié)構(gòu)，并通過對復(fù)合拍動翼在推進(jìn)過程中獲取流場能量的方法研究，提高了推進(jìn)器的推進(jìn)性能，為研制