仿胸鳍推进性能的流固耦合数值研究

摘要

利用流固耦合数值模拟分析了柔性对胸鳍推进性能的影响.针对包含复杂移动边界的鱼类游动流场的求解,提出了一种改进的浸入边界法.考虑到生物流动问题的复杂性,发展了在大步长隐式时间推进和物体做大幅度运动时也完全适用的新的移动边界处理方法.将浸入边界法流动求解器与结构有限元程序整合构建了适合流固耦合问题的数值求解系统,并通过与柔性纵倾板数值模拟和柔性升沉板实验的比较来验证流固耦合数值方法的精确性和可靠性.然后分析在非定常运动过程中柔性胸鳍与周围流体相互作用所导致的被动变形,并探讨胸鳍的结构参数和运动参数对水动力性能的影响.