2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、隨著陸地資源的日益枯竭,人類不得不將目光轉(zhuǎn)向其它地方。而占地球總面積高達(dá)71%的海洋不僅蘊(yùn)藏了巨大的能源與礦藏,而且相比于向其它星球要資源,向海洋要資源更為實(shí)際,也更為有效。目前的人造航潛器和水下機(jī)器人等以常規(guī)推進(jìn)方式驅(qū)動(dòng)的水下運(yùn)動(dòng)裝置存在起動(dòng)、加速和機(jī)動(dòng)性能差以及隱蔽性能差等缺點(diǎn)。而魚類在水中穿梭自如的運(yùn)動(dòng),一方面巧妙地利用了流體力學(xué)原理,從而獲得了驚人的巡游性能和機(jī)動(dòng)性能。另一方面,魚類還能利用一切可以利用的水流中的能量,如波浪、渦

2、流等,來(lái)提高推進(jìn)效率。所以,魚類對(duì)進(jìn)行人造航潛器和水下機(jī)器人的研究具有廣泛的借鑒和指導(dǎo)意義。正是出于這樣的目的,本文通過(guò)運(yùn)用人工偽壓縮方法求解了三維不可壓縮非定常 N-S方程,探討了金槍魚和鯉魚自主游動(dòng)的問題,建立了金槍魚以及鯉魚自主游動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù),并研究了仿生魚游動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制的問題。
  本文的主要工作以及數(shù)值模擬的結(jié)論主要有以下幾個(gè)方面:
  首先,在已有的基礎(chǔ)上,成功發(fā)展了魚體網(wǎng)格生成程序,通過(guò)此程序,在得到魚體外形的條件下

3、,可以生成任意流線型外形的魚體網(wǎng)格。
  其次,通過(guò)對(duì)鯉魚以及金槍魚自主游動(dòng)進(jìn)行模擬,以及調(diào)整影響其運(yùn)動(dòng)的控制參數(shù)(頻率、擺幅、波長(zhǎng)、雷諾數(shù)等),形成了鯉魚和金槍魚的數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)整理分析對(duì)比仿生魚前游速度以及受力,可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)特征:(1)擺幅對(duì)于速度的影響是明顯的,當(dāng)擺幅增加時(shí),速度也按照相同的量級(jí)增加;對(duì)于受力的而言,當(dāng)擺幅增加時(shí),其對(duì)推力的影響是有限的,而壓差阻力和摩擦力則也按照相同的量級(jí)增長(zhǎng)。(2)頻率對(duì)于速度的影響是顯

4、著的,并且相較與擺幅而言,更為突出;頻率對(duì)于受力的影響也是顯著的,并且這三個(gè)力都是同等程度增加的。(3)波長(zhǎng)對(duì)于速度的影響是多樣性的,波長(zhǎng)增大對(duì)于速度幾乎沒有影響,其影響主要體現(xiàn)在“延時(shí)(滯后)效應(yīng)”上,并且波長(zhǎng)對(duì)于速度的影響與其它參數(shù)是耦合在一起的;對(duì)于受力而言,波長(zhǎng)的影響也是多樣性的,與對(duì)速度的效果相反,對(duì)受力的影響主要體現(xiàn)在“提前效應(yīng)”上,并且波長(zhǎng)對(duì)于受力的影響也是與其它參數(shù)耦合在一起的。(4)雷諾數(shù)對(duì)于速度的影響是積極的,雷諾數(shù)

5、增大,速度也相應(yīng)地增大,但是增加的幅度逐漸減?。粚?duì)于受力的影響是各不相同的,雷諾數(shù)增大,其推力也相應(yīng)地增大,幅度逐漸減小,而壓差阻力和摩擦力則是逐漸減小的,并且減小幅度顯著,特別是摩擦力。
  最后提出了結(jié)合嵌套網(wǎng)格引入偏轉(zhuǎn)角來(lái)實(shí)現(xiàn)仿生魚運(yùn)動(dòng)軌跡的控制,主要探討了很有代表性的O型以及S型軌跡的控制,并且揭示影響其運(yùn)動(dòng)軌跡的因素。通過(guò)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)可以調(diào)整擺動(dòng)頻率以及擺幅來(lái)改變其運(yùn)動(dòng)軌跡;也可以通過(guò)調(diào)整偏轉(zhuǎn)角來(lái)增大或者減小運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋范

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