基于Weis-Fogh效應(yīng)的擺動翼水動力性能研究.pdf

1、近年來，隨著仿生學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用成為熱點問題，船用仿生推進(jìn)器受到越來越多的研究和關(guān)注，對于推進(jìn)器的仿生也不再局限于對水中生物的游動方式和軀體構(gòu)造上的模仿，也將研究的目光投向了有翼昆蟲類的飛行原理上。Weis-Fogh機構(gòu)就是一種模擬昆蟲飛行并可以應(yīng)用于船舶推進(jìn)器的仿生機構(gòu)。該機構(gòu)的升力機理與螺旋槳不同，由于其可瞬間獲得高升力的機理和良好的機動性而引起了廣泛的關(guān)注。因此，對Weis-Fogh機構(gòu)進(jìn)行理論研究，分析其流體動力特性，對新型仿生推

2、進(jìn)器的開發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。
　　本文設(shè)計了一種仿 Weis-Fogh機構(gòu)的推進(jìn)裝置——WF水翼，以擺動機翼和擋板組成。利用CFD方法計算它的水動力性能并進(jìn)行分析。
　　首先，利用Gambit軟件建立WF水翼的物理模型，使用NACA0012作為擺動翼的翼型，采用結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格兩種形式對計算流域進(jìn)行劃分。采用動網(wǎng)格技術(shù)，利用Fluent軟件對模型進(jìn)行計算，分析其水動力性能，包括WF水翼周圍的壓力分布和尾渦情況。分析各運動參

3、數(shù)對WF水翼推進(jìn)性能的影響。同時驗證計算方法的可行性。
　　其次，對相同運動規(guī)律的普通擺動翼進(jìn)行數(shù)值模擬，并與WF水翼的推進(jìn)性能作對比分析。通過對 WF水翼和無擋板的擺動翼的流場壓力圖及渦量圖的分析，確定WF水翼在運動過程中確實存在一種類似Weis-Fogh機構(gòu)的效應(yīng)，并分析其對WF水翼推進(jìn)性能的影響。
　　最后，數(shù)值模擬船后雙WF水翼對擺時的流場情況，計算水動力性能并與無船時進(jìn)行對比，分析有船和無船時的壓力分布和尾渦情況，