仿金枪鱼三维建模及流场受力分析

作     者：田晓洁 刘运祥 刘贵杰 高志明 焦字鹏 TIAN Xiao-Jie;LIU Yun-Xiang;LIU Gui-Jie;GAO Zhi-Ming;JIAO Zi-Peng

作者机构：中国海洋大学工程学院 

基　　金：国家自然科学基金项目(61540010 51609223) 山东省科技攻关项目(2014GHY115032) 青岛市民生科技计划项目(14-2-3-63-nsh) 山东省博士基金项目(BS2015HZ016) 中国博士后基金项目(2015M580608)资助 

出 版 物：《中国海洋大学学报（自然科学版）》 (Periodical of Ocean University of China)

年 卷 期：2019年第49卷第11期

页      码：139-144页

摘      要：以鱼体和鱼鳍作为研究对象,在流场中进行数值模拟分析对于研究鱼类本身游动的高速、高效的游动机理和仿生工程上的应用具有十分重要的意义。以金枪鱼为仿生对象,以目前常用的回转体型水下机器人为对比对象,在三维软件Solidworks中结合金枪鱼的运动与形体特征建立鱼体模型和回转体机器人模型,并将建立的模型转换格式后导入Fluent软件中,在来流方向设置为与模型方向相平行的流场中进行有限元数值计算。计算中物理场采用中心差分插值方法,流动模型采用RNG两方程模型,结合具体参数进行了推导计算。计算结果表明,与常用的回转体型水下机器人相比,仿金枪鱼可有效的减小其在水中航行的阻力,提高推进效率。而且,仿生机器鱼在设计中应着重于头部、尾鳍及鱼体流线型部分的设计,其中为最大程度上减小仿生机器鱼运动时的阻力,应更侧重于仿生机器鱼体的流线型外形的优化设计。数值计算结果为仿生机器鱼的结构设计提供了一个良好的力学基础,对于减小运行阻力、提高仿生机器鱼的运动控制水平具有较高的指导意义。

主 题 词：仿金枪鱼 减阻 三维建模 流场分析 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.16441/j.cnki.hdxb.20170168

馆 藏 号：203783781...