仿生扭波推进系泊状态水动力数值计算

摘要

经过自然进化的鱼类游动方式具有高效、低噪的特点,为人类研究开发新的水下推进方式提供了灵感.本文的仿生研究对象"尼罗河魔鬼"鱼采用长背鳍扭波推进,巡游时身体主体一般保持为直线,推进效率较高,机动灵活.针对其鳍面大摆幅扭波运动问题,采用弹性光顺法和局部网格重划法的动网格技术,最大计算摆角高达±85°,对长鳍扭波推进在系泊状态下水动力进行了研究,并与试验结果进行了比较验证.数值分析了鳍面压力分布及其随相位的变化,以及与推力产生的关联,并分析了长鳍扭波推力随扭波频率的变化,研究表明,系泊状态下,推力系数不随频率而改变.