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鰻鱺模式游動的魚體變形曲率波的傳播特性研究

發(fā)布時間:2022-04-25 18:43
  將鰻鱺模式游動的七鰓鰻簡化成材料性質(zhì)均勻的變截面黏彈性梁,通過數(shù)值方法求解魚體在主動彎矩波(作為激勵的驅(qū)動波)的驅(qū)動下勻速游動時身體變形曲率波的傳播特性.結(jié)果表明,當(dāng)主動彎矩的驅(qū)動頻率高于魚體結(jié)構(gòu)基頻時,可以觀察到曲率波相對于驅(qū)動波存在相位滯后,且越靠近尾部滯后現(xiàn)象越明顯,這意味著曲率波的波速小于驅(qū)動波的波速,也間接地驗證了前人的實驗結(jié)果.通過參數(shù)研究發(fā)現(xiàn),魚體變形曲率波與驅(qū)動波的波速比與表征流體黏性作用的雷諾數(shù)無關(guān),而與表征驅(qū)動波和魚體材料屬性的無量綱激勵頻率、激勵波長及魚體黏性系數(shù)有關(guān).對于鰻鱺模式游動的魚類,曲率波與驅(qū)動波的波速比隨著無量綱激勵頻率和波長的增大而降低,隨著魚體黏性系數(shù)的增大而增大.進一步研究發(fā)現(xiàn),通過小擾動分析得到的組合相似性參數(shù)Π可以統(tǒng)一描述波速比與激勵參數(shù)、材料參數(shù)之間的關(guān)系. 

【文章頁數(shù)】:9 頁

【文章目錄】:
引言
1 研究模型與研究方法
    1.1 黏彈性梁的魚體模型
    1.2 參數(shù)的無量綱化
    1.3 小變形下的線性化分析
2 計算結(jié)果
    2.1 參數(shù)的選取和計算方法
    2.2 結(jié)果分析
3 分析與討論
    3.1 雷諾數(shù)Re對波速比的影響
    3.2 魚體黏性ω0μ/E對波速比的影響
    3.3 激勵波長λact/L對波速比的影響
4 結(jié)論


【參考文獻】:
期刊論文
[1]Unsteady bio-fluid dynamics in flying and swimming[J]. Hao Liu,Dmitry Kolomenskiy,Toshiyuki Nakata,Gen Li.  Acta Mechanica Sinica. 2017(04)
[2]Self-propulsion of flapping bodies in viscous fluids: Recent advances and perspectives[J]. Shizhao Wang,Guowei He,Xing Zhang.  Acta Mechanica Sinica. 2016(06)
[3]魚類巡游中的活體肌肉力學(xué)性能預(yù)測[J]. 張薇,余永亮,童秉綱.  力學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[4]Prediction of fish body’s passive visco-elastic properties and related muscle mechanical performance in vivo during steady swimming[J]. ZHANG Wei,YU YongLiang,TONG BingGang.  Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2014(02)



本文編號:3648139

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