本文關(guān)鍵詞：前后排列柔性細(xì)絲在黏性流體中自主推進(jìn)的穩(wěn)定形態(tài)及動(dòng)力學(xué)機(jī)制

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【摘要】：魚類集群運(yùn)動(dòng)行為蘊(yùn)含著復(fù)雜的水動(dòng)力學(xué)機(jī)制.針對(duì)一種簡化的魚類集群運(yùn)動(dòng)模型,利用浸沒邊界方法對(duì)黏性流體中做自主推進(jìn)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)前后排列柔性細(xì)絲進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的排列形態(tài)以及相應(yīng)的渦相互作用模態(tài)開展研究.為保證進(jìn)行長時(shí)間的自主推進(jìn)運(yùn)動(dòng),本文將流體和固體運(yùn)動(dòng)方程寫在非慣性系下,通過基于投影思想的隱式動(dòng)量力實(shí)現(xiàn)流固耦合,避免了自主推進(jìn)運(yùn)動(dòng)對(duì)計(jì)算域尺寸要求過大的問題,可以有效節(jié)省計(jì)算量.通過改變前后細(xì)絲的初始水平間距和垂向偏移距離,發(fā)現(xiàn)了3種穩(wěn)定排列形態(tài):遠(yuǎn)距離前后排列、近距離前后排列和并行排列.對(duì)于遠(yuǎn)距離前后排列形態(tài),后排細(xì)絲受垂向偏移距離的影響較小,始終會(huì)穿過前排細(xì)絲脫落的渦;對(duì)于近距離前后排列形態(tài),前排細(xì)絲表面的剪切層在脫落成渦之前和后排細(xì)絲表面的剪切層合并,脫落成較強(qiáng)的渦,推進(jìn)速度較快,前后細(xì)絲的運(yùn)動(dòng)和受力會(huì)有一定的相位差;當(dāng)垂向偏移距離增大,后排細(xì)絲受前排細(xì)絲的影響減小,最終穩(wěn)定于并行排列同步運(yùn)動(dòng),上下細(xì)絲兩側(cè)的同號(hào)剪切層合并脫落成較強(qiáng)的渦,但由于迎風(fēng)面積增大而推進(jìn)速度變慢.
【作者單位】： 清華大學(xué)工程力學(xué)系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金(11322221) 清華大學(xué)自主科研項(xiàng)目(20131089267)資助
【分類號(hào)】：O39
【正文快照】： 魚類在水動(dòng)力操縱方面的能力非常突出.經(jīng)過現(xiàn).仿生機(jī)器魚要做到像真實(shí)魚類那樣運(yùn)動(dòng),其中一上億年的進(jìn)化,魚類擁有先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng),具有高個(gè)非常重要的問題就是對(duì)魚類推進(jìn)的水動(dòng)力學(xué)機(jī)制效、低能耗、高機(jī)動(dòng)性、低噪聲等特點(diǎn).一般情況下,的深刻理解.然而,魚類運(yùn)動(dòng)研究中必須考慮

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 繆秉成;慣性系和非慣性系中的動(dòng)力學(xué)方程[J];電視大學(xué);1983年01期

2 李小平;非慣性系解題探討[J];大學(xué)物理;1986年10期

3 王炳云;由非慣性系引起的思考[J];四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1990年01期

4 李玉香，王德河;非慣性系的一點(diǎn)研究[J];河南廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào);1994年01期

5 馬繼云;普通物理力學(xué)中平動(dòng)非慣性系的處理方法[J];冀東學(xué)刊;1994年05期

6 王孟年;非慣性系中牛頓定律的應(yīng)用[J];天中學(xué)刊;1999年05期

7 李延紹;非慣性系分析靜力學(xué)[J];河南城建高等專科學(xué)校學(xué)報(bào);2000年02期

8 許鐘城;在非慣性系中物體沿運(yùn)動(dòng)斜面的運(yùn)動(dòng)[J];河池師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年04期

9 范寶同;用拉格朗日方法處理非慣性系動(dòng)力學(xué)問題探討[J];太原教育學(xué)院學(xué)報(bào);2001年01期

10 黃繼紅;非慣性系中二體問題的動(dòng)力學(xué)方程[J];宜賓學(xué)院學(xué)報(bào);2002年05期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 黃于寧;馬暉揚(yáng);徐晶磊;;擴(kuò)展內(nèi)稟旋轉(zhuǎn)張量在非慣性系湍流模擬中的應(yīng)用[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 邱吉寶;梁立孚;李海波;宋海燕;;太陽能帆板動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)力剛化問題研究[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

3 王瑞;;如何讓學(xué)生理解慣性力的本質(zhì)[A];2005年全國高校非物理類專業(yè)物理教育學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

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1 李軍;非慣性系下的多粒子糾纏態(tài)[D];華東師范大學(xué);2016年

2 李亞洲;慣性系與非慣性系中量子糾纏研究[D];江西師范大學(xué);2016年

3 吳志橋;非慣性系下柔性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

4 張文品;開放系統(tǒng)中非慣性系下的多體糾纏[D];湖南師范大學(xué);2012年

5 趙飛;空間折疊式并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究[D];燕山大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：1289450