仿魚推進復合翼水動力學仿真研究.pdf

1、自主式水下推進器在海洋生物考察，海底探測等方面具有很高的應用價值，傳統(tǒng)的水下推進器采用螺旋槳和葉輪原理，存在機械效率低，機動性差等缺點。隨著仿生學的發(fā)展，科學家通過對采用魚類游動機理的推進器的研究，發(fā)現(xiàn)其在一定程度上可以解決傳統(tǒng)推進器存在的問題，因此，對仿魚推進器的研究成為目前仿生學領域的一個研究熱點。
　　本課題依托機器人技術與系統(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行為及新型仿魚機器人的研究”，對仿魚推進器利用流

2、場能量提高自身的推進性能進行了研究。
　　科學研究發(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上，對仿魚推進器的復合翼在拍動過程中合理利用流場的能量，以提高推進性能作了研究。
　　首先，建立了以金槍魚尾鰭為模型的新月形拍動翼，并對其運動模型進行了仿真。然后在 Fluent軟件下對新月形拍動翼進行數(shù)值計算，分析了拍動翼的各個運動參數(shù)對其推進力和推進效率的影響，并對拍動翼的流場結構進

3、行了研究。確定出拍動翼高性能推進的參數(shù)范圍，為復合翼推進的研究奠定基礎。
　　在復合翼推進器的研究中，本文建立了串聯(lián)結構的拍動翼，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合翼推進器的推進性能。
　　本文通過計算流體動力學模擬的方法，研究了新月形拍動翼在推進過程中產(chǎn)生的流場結構，并通過對復合拍動翼在推進過程中獲取流場能量的方法研究，提高了推進器的推進性能，為研制