仿水黾高速水上运动机器人划水产生的半球涡特征及其推进特性分析

作     者：郑俊 张嘉钟 于开平 王宝寿 陈玮琪 ZHENG Jun;ZHANG Jia-zhong;YU Kai-ping;WANG Bao-shou;CHEN Wei-qi

作者机构：江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 

基　　金：国家自然科学基金(11502097) 江苏省自然科学基金(SBK201342125) 江苏大学高级人才科研基金(1281130025) 

出 版 物：《船舶力学》 (Journal of Ship Mechanics)

年 卷 期：2018年第22卷第5期

页      码：517-527页

摘      要：基于半球涡的理论模型考察了水黾产生的双极涡的几何特征以及动力学特征。分析表明半球涡模型关于双极涡内所含流体动量及动能的理论预测值与相应的实验测量值接近。进一步的计算揭示,同一个水黾在不同划水速度下产生的半球涡半径与水黾的第二关节的长度比值接近于常数0.85,而半球涡的移动速度与水黾速度的比值接近于常数0.056 9。基于动量定理给出了推进力的理论模型并揭示仿水黾机器人高速划水时电机所需的力矩以及功率的计算式。文中结果可用于仿水黾高速水上行走机器人的流体动力设计及动力学预测。

主 题 词：水黾 半球涡 半径 推进力 

学科分类：080704[080704] 0707[理学-海洋科学类] 080103[080103] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 0824[工学-林业工程类] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1007-7294.2018.05.001

馆 藏 号：203289482...