國家的綜合國力與海洋經(jīng)濟和國防緊緊相連,而水下航行器例如潛艇、游輪等在這個發(fā)展戰(zhàn)略中有著非常重要的地位,所以需要通過一定手段來減小水下航行器在行進過程中所受到的水的阻力。受河鲀在水中游動時具有洄游特性的啟發(fā),選取河鲀皮膚為研究對象,基于河鲀皮膚結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)理論基礎(chǔ),開展了一系列河鲀皮膚生物力學(xué)性能測試實驗,具體研究內(nèi)容如下:(1)對河鲀皮膚進行了準靜態(tài)拉伸、加載-卸載、應(yīng)力松弛、蠕變實驗等。獲取了河鲀皮膚的應(yīng)力,應(yīng)變和時間的分布及三者的變化規(guī)律,分別采用Mooney-Rivlin和Zener方程構(gòu)建河鲀皮膚不同位置(河鲀背部、河鲀腹部)、不同方向(橫向、縱向)的準靜態(tài)拉伸與松弛本構(gòu)關(guān)系,為河鲀皮膚的生物力學(xué)特性的深入研究和實際工程應(yīng)用提供了支撐。(2)在Theta lite接觸角測量儀上對河鲀背部皮膚和腹部皮膚進行潤濕性的測量。測量時在河鲀皮膚被測試樣表面間隔取3個點,在每個取點位置測量三次取其平均值,以減少實驗誤差。影響河鲀皮膚被測試樣的接觸角大小的因素主要有河鲀皮膚位置、體表黏液、骨刺、濕潤程度以及測量液滴體積大小。并根據(jù)接觸角測量的結(jié)果,分析各個因素對于河鲀皮膚接觸角數(shù)值的影響...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與研究意義
    1.2 皮膚組織力學(xué)特性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物皮膚微觀結(jié)構(gòu)
        1.2.2 生物皮膚單軸拉伸力學(xué)特性及各向異性
        1.2.3 生物皮膚應(yīng)力松弛及蠕變特性
        1.2.4 仿生物皮膚結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
    1.3 生物皮膚接觸角特性研究現(xiàn)狀
    1.4 流固耦合理論研究進展及應(yīng)用
        1.4.1 流固耦合理論與方法
        1.4.2 柔性結(jié)構(gòu)與流體耦合系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 河鲀皮膚拉伸力學(xué)性能測量與分析
    2.1 引言
    2.2 研究基礎(chǔ)
        2.2.1 河鲀皮膚結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
        2.2.2 生物力學(xué)理論基礎(chǔ)
    2.3 準靜態(tài)拉伸實驗
        2.3.1 實驗原理與實驗設(shè)計
        2.3.2預(yù)拉伸實驗
        2.3.3 試樣制作與實驗方法
        2.3.4 實驗結(jié)果與分析
    2.4 加載-卸載實驗
        2.4.1 試樣制作與實驗設(shè)計
        2.4.2 實驗結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 河鲀皮膚黏彈性性質(zhì)測量與分析
    3.1 引言
    3.2 應(yīng)力松弛實驗
        3.2.1 實驗原理與實驗設(shè)計
        3.2.2 實驗結(jié)果與分析
    3.3 單步蠕變實驗
        3.3.1 實驗原理與實驗設(shè)計
        3.3.2 實驗結(jié)果與分析
    3.4 多步蠕變實驗
        3.4.1 實驗原理與實驗設(shè)計
        3.4.2 實驗結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 河鲀皮膚接觸角測量與分析
    4.1 引言
    4.2 河鲀皮膚接觸角特性測量方案
        4.2.1 實驗原理與實驗設(shè)計
        4.2.2 試樣制作與實驗裝置
        4.2.3 實驗方法
        4.2.4 河鲀皮膚接觸角測量結(jié)果
    4.3 河鲀皮膚接觸角測量影響因素分析
        4.3.1 皮膚干燥程度對實驗結(jié)果的影響
        4.3.2 骨刺對實驗結(jié)果的影響
        4.3.3 黏液對實驗結(jié)果的影響
        4.3.4 液滴大小對實驗結(jié)果的影響
    4.4 河鲀體表黏液減阻機理分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 河鲀?nèi)嵝云つw流固耦合數(shù)值模擬方法
    5.1 概述
    5.2 基于拉伸實驗結(jié)果的仿生減阻試驗方案
        5.2.1 仿真原理
        5.2.2 模型構(gòu)建與邊界條件設(shè)置
        5.2.3 數(shù)值模擬求解方案
    5.3 結(jié)果分析
        5.3.1 柔性程度與減阻性能關(guān)系分析
        5.3.2 厚度與減阻性能關(guān)系分析
        5.3.3 不同來流速度與減阻性能關(guān)系分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    本文工作總結(jié)
    后續(xù)工作展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3938971