收藏本站
《中国科学技术大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

流固耦合平板绕流的格子波尔兹曼数值研究

张杰  
【摘要】:流固耦合问题在基础研究和工程应用中有着重要意义。本文采用格子波尔兹曼方法对平板绕流的流固耦合问题进行了数值研究,主要工作和研究成果如下: (1)研究了单个平板自由摆动绕流的流固耦合系统从定常状态到混沌状态的转捩过程。研究表明,当平板固定时,该系统可经由一系列倍周期分叉和数次准周期分叉进入混沌状态。当平板自由摆动时,该系统可经由一次Hopf分叉和一系列倍周期分叉进入混沌状态。 (2)研究了单个被动拍动平板的自主推进问题,着重分析了拍动平板的运动状态、扭转柔性效应、动力特性和流场结构。研究表明,流动状态可分为非周期状态和周期状态。当处于周期状态时,平板的水平推进方向可向前或向后,推进方向只依赖于固有频率与拍动频率的频率比F。当频率比F>1时,平板向前推进;当频率比F≤1时,平板向后推进。平板的扭转柔效应能显著改善平板的推进特性。文中所预测的结果与生物飞行和游动时观测到的诸多现象和规律相符合,有助于更好地理解生物拍动推进的基本规律和机理。 (3)研究了前后排列平板的相互作用和气动特性。研究表明,前后平板的相互作用能有效地提高平板的总升力、减小总阻力并降低升阻力的脉动。前后平板的相互作用机制归因于前后平板排列姿态的合理搭配所产生的“弯度”效应。所取得的研究结果为理解蜻蜓滑翔飞行时的空气动力行为提供了物理依据。 (4)研究了并联被动拍动平板的相互作用问题,分析了并联平板的同相和反相拍动两种典型的拍动方式,探讨了平板的扭转柔性效应以及平板间的横向干扰作用对平板的推进力、消耗功率、推进效率和尾迹涡结构的影响。研究表明,平板间的横向干扰作用可以使同相拍动的平板节省功耗,而使反相拍动的平板提高推进力和推进效率。这些研究结果有助于理解鱼类群游时尾鳍的摆动方式和水动力特性。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O351.3

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 钱勤建;波状游动物体的推进性能及优化[D];中国科学技术大学;2011年
2 王思莹;柔性体与流体耦合运动的数值模拟和实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 吴燕峰;斑马鱼非定常游动和群游的实验研究[D];中国科学技术大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 ;Hydrodynamic Analysis of C-start in Crucian Carp[J];Journal of Bionics Engineering;2004年02期
2 童秉纲,陆夕云;关于飞行和游动的生物力学研究[J];力学进展;2004年01期
3 邢景棠,周盛,崔尔杰;流固耦合力学概述[J];力学进展;1997年01期
4 陆夕云;杨基明;尹协振;童秉纲;;飞行和游动的生物运动力学和仿生技术研究[J];中国科学技术大学学报;2007年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 程鹏;飞行中昆虫运动参数及翼变形的光学测量和演示[D];中国科学技术大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾荣宝;;跟踪技术与混沌(英文)[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年02期
2 张德兴;不可压缩流的晶格玻耳兹曼模型的讨论[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2003年04期
3 ;The effects of corrugation and wing planform on the aerodynamic force production of sweeping model insect wings[J];Acta Mechanica Sinica;2005年06期
4 ;A novel incompressible finite-difference lattice Boltzmann equation for particle-laden flow[J];Acta Mechanica Sinica;2005年06期
5 K.B.Lim;W.B.Tay;;Numerical analysis of the s1020 airfoils in tandem under different flapping configurations[J];Acta Mechanica Sinica;2010年02期
6 梁廷伟;王祁;;直升机桨叶混沌振动控制[J];北京航空航天大学学报;2007年04期
7 牟晓蕾;孙茂;;昆虫翅平面形状和展弦比对其气动性能的影响[J];北京航空航天大学学报;2011年11期
8 王世红,肖井华;一维复数金兹堡-朗道方程的时空行为[J];北京邮电大学学报;1999年04期
9 龚德纯;秦光戎;李蓉;;一个比较完整的参数空间剖面图[J];北京师范大学学报(自然科学版);1986年03期
10 邹健;胡岗;;从三维环面到混沌[J];北京师范大学学报(自然科学版);1987年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁晓唐;刘广;蒋勇;;势流体和Housner模型动力研究比较[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 石久胜;王浩;崔玖力;;热水供热管网分支用户极限流速的探讨——吉林省教育厅资助项目[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3 刘建军;刘先贵;胡雅衽;张盛宗;;低渗裂缝性砂岩油藏流固耦合分析[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
4 杜颖;贾启芬;刘习军;;液固耦合中的若干力学问题[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
5 徐敏;安效明;陈士橹;;一种CFD/CSD耦合计算方法[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
6 陈树辉;沈建和;;基于增量谐波平衡法的马休-杜芬振子分岔及通往混沌道路的分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
7 方同;;有关混沌及其控制与同步的理解[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
8 赵宇波;陈宁宁;李向群;;应用FEPG与FLUENT求解流固耦合问题的基本技术[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
9 夏恒新;李磊;;充液系统腔内复杂流动与耦合动力学研究[A];动力学与控制及航天应用[C];2008年
10 徐国徽;顾学康;;计及流固耦合效应的液舱晃荡数值模拟方法研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 魏榛;扑翼非定常气动力实验研究及相关应用探索[D];中国科学技术大学;2010年
3 王栋;随机与混沌神经放电节律的时间序列分析[D];陕西师范大学;2010年
4 胡爱花;混沌同步的有关问题研究[D];江南大学;2010年
5 周茜;混沌理论及应用若干问题的研究[D];南开大学;2010年
6 吴文娟;复杂混沌系统的存在性及动力学特性分析[D];南开大学;2010年
7 徐旭林;社会群体行为建模及其动力学分析[D];南开大学;2010年
8 贾红艳;混沌与超混沌系统模型分析及模拟电路研究[D];南开大学;2010年
9 吴锋;基于GPU并行计算的数值模拟与燃煤锅炉系统的优化研究[D];浙江大学;2010年
10 魏恒东;混沌直扩信号检测与混沌同步研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
2 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
3 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
4 贺莉;基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究[D];郑州大学;2010年
5 许红珍;不确定混沌系统同步方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 郭绍波;仿生海龟水下机器人推进技术及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孙鹏;几类典型混沌系统的同步与反同步[D];大连理工大学;2010年
9 赵宾;几类自治混沌系统的控制与同步方案研究[D];大连理工大学;2010年
10 刘荣;基于不同方案的混沌函数投影同步探究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Where is the rudder of a fish?:the mechanism of swimming and control of self-propelled fish school[J];Acta Mechanica Sinica;2010年01期
2 孙茂;黄华;;微型飞行器的仿生力学——蝴蝶飞行的气动力特性[J];北京航空航天大学学报;2006年10期
3 孙茂,熊燕;微型飞行器的仿生力学——蜜蜂悬停飞行的动稳定性研究[J];航空学报;2005年04期
4 ;Hydrodynamic Analysis of C-start in Crucian Carp[J];Journal of Bionics Engineering;2004年02期
5 俞经虎,竺长安,程刚,陈宏,张屹,曾议;弹性装置提高机器鱼推进效率的研究[J];机器人;2004年05期
6 章永华;马记;何建慧;吴月;杨杰;;基于人工肌肉的仿生机器鱼关节机构设计与力学分析[J];机器人;2006年01期
7 ;Kinematics and forces of a flexible body in Karman vortex street[J];Chinese Science Bulletin;2009年04期
8 童秉纲,陆夕云;关于飞行和游动的生物力学研究[J];力学进展;2004年01期
9 童秉纲;鱼类波状游动的推进机制[J];力学与实践;2000年03期
10 张来平;常兴华;段旭鹏;张涵信;;三鱼群游流动干扰及其减阻机理的数值研究[J];水动力学研究与进展A辑;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王亮;仿生鱼群自主游动及控制的研究[D];河海大学;2007年
2 程鹏;飞行中昆虫运动参数及翼变形的光学测量和演示[D];中国科学技术大学;2007年
3 鲍麟;昆虫翼柔性变形的力学效应研究[D];中国科学院研究生院;2007年
4 贾来兵;二维流场中板状柔性体与流体相互作用的研究[D];中国科学技术大学;2009年
5 王思莹;柔性体与流体耦合运动的数值模拟和实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 田迪;格子Boltzmann方法的原理与应用[D];大庆石油学院;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 钱勤建;波状游动物体的推进性能及优化[D];中国科学技术大学;2011年
2 何海峰;帆板摇帆的空气动力性能数值模拟[D];武汉理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 鲁梅;井巷柔性材料风帘组的阻风性能试验研究[D];昆明理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翁嘉文,钟金钢;伸缩窗口傅里叶变换在三维形貌测量中的应用[J];光学学报;2004年06期
2 蒋震宇,缪泓,张青川,伍小平;调制度分析在等步长相移法相位展开中的应用[J];光学学报;2004年08期
3 苏显渝,谭松新,向立群,李继陶,羡涛;基于傅里叶变换轮廓术方法的复杂物体三维面形测量[J];光学学报;1998年09期
4 翁嘉文,钟金钢;加窗傅里叶变换在三维形貌测量中的应用[J];光子学报;2003年08期
5 宋德强,王浩,曾理江,殷纯永;投影梳状条纹插值法测量蜻蜓的翅膀变形[J];中国激光;2001年05期
6 俞经虎,竺长安,程刚,陈宏,张屹,曾议;弹性装置提高机器鱼推进效率的研究[J];机器人;2004年05期
7 章永华;马记;何建慧;吴月;杨杰;;基于人工肌肉的仿生机器鱼关节机构设计与力学分析[J];机器人;2006年01期
8 赵攀峰;刘春阳;梁宗宪;杨向龙;杨基明;;二维平板翼悬停拍翼运动中俯仰旋转速度对流场特性的影响[J];空气动力学学报;2006年02期
9 童秉纲,陆夕云;关于飞行和游动的生物力学研究[J];力学进展;2004年01期
10 ;PROPULSIVE PERFORMANCE AND VORTEX SHEDDING OF A FOIL IN FLAPPING MOTION[J];Journal of Hydrodynamics(Ser.B);2003年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭向东,吴望一;任意形状扁轴对称体沿短轴方向垂直地向一无界平板运动时所产生的Stokes流[J];北京大学学报(自然科学版);1987年01期
2 袁凡,吴望一;任意形状长轴对称体沿长轴方向垂直地向一无界平板运动时所产生的Stokes流[J];应用数学和力学;1987年01期
3 贾光辉,张国伟,裴思行,董永香;爆炸载荷作用下离散平板运动速度的工程计算[J];爆炸与冲击;1999年02期
4 牛广政;;老龄鼠运动负荷所致骨骼肌心肌的形态变化[J];国外医学.老年医学分册;1986年01期
5 黄松青;;冠心病患者运动试验引起低血压的机理[J];国外医学.老年医学分册;1993年03期
6 连绥仁;张宏乐;章煜;杜时明;;关于可控震源产生的地震信号[J];石油地球物理勘探;1993年05期
7 江体乾;关于非牛顿型流体边界层的研究[J];物理学报;1962年04期
8 杨开泰;美国MEI case15活动平板运动试验系统维修实例分析[J];云南大学学报(自然科学版);1997年S3期
9 刘洪珍,颜丽霞;有氧运动前、后肌组织自由基代谢和抗氧化酶变化特征的研究[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);1999年01期
10 何叙,吴洪革;运动对自由基及抗氧化系统的影响[J];高师理科学刊;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩勇;黄先玫;李晓伟;叶林;;20例患儿平板运动试验结果分析[A];2011年浙江省医学会儿科学分会学术年会暨儿内科疾病诊治新进展国家级学习班论文汇编[C];2011年
2 佟铭;韩雅玲;邹竞;胡惠民;伊宪华;王晓云;;用冠状动脉造影对比心电图活动平板运动试验评价其诊断价值[A];中华医学会心血管病分会第八次全国心血管病学术会议汇编[C];2004年
3 郭颖;周爱卿;孙锟;李奋;高伟;黄美蓉;朱敏;张海燕;;经皮肺动脉瓣球囊扩张术后患儿运动功能的研究[A];2006(第三届)江浙沪儿科学术会议暨浙江省儿科学术年会论文汇编[C];2006年
4 白瑾;;运动负荷舒张早期二尖瓣血流速度与运动速度的比值评价急性心肌梗死早期左心室充盈压的价值[A];第十届全国超声心动图学术会议论文[C];2010年
5 周强;;活动平板运动试验QT离散度变化对冠心病的诊断意义[A];中华医学会心血管病学分会第八次全国心血管病学术会议汇编[C];2006年
6 崔文欣;童琳;王莉;;培哚普利治疗冠心病近期疗效分析[A];中华医学会心血管病学分会第十次全国心血管病学术会议汇编[C];2008年
7 刘真;魏运湘;;固心汤治疗冠心病稳定型心绞痛的临床研究[A];第九次全国中医心病学术研讨会论文精选[C];2007年
8 吴宁;;心房颤动处理[A];第六次全国中西医结合心血管会学术会议论文汇编[C];2002年
9 夏建元;傅慎文;;77例活动平板运动试验阳性女性患者冠状动脉造影的分析[A];2007年浙江省心电生理与起搏学术年会论文汇编[C];2007年
10 金凡;吴立萱;万海燕;王慧;王长华;胡鲜烈;沈乃吉;俞坚武;;经皮腔内冠状动脉成形术(附10例报告)[A];中华医学会第七次全国内科学术会议论文汇编[C];1995年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 隆文;康佳平板销量同比增长3倍[N];中国质量报;2008年
2 陈烨;专家呼吁:为体检“加餐”[N];大众科技报;2004年
3 卫国;教您选择心电图[N];卫生与生活报;2004年
4 李满英;中药现代化研究获重要突破[N];中国中医药报;2005年
5 海峡;康佳动用新渠道普及运动高清[N];中国企业报;2007年
6 田豆;科技康佳精品闪耀高交会[N];证券日报;2007年
7 晓晨;康佳展示消费电子领域创新成果[N];中国贸易报;2007年
8 王磊;华侨城加强康佳控制权[N];国际商报;2007年
9 中国医学科学院阜外心血管病医院临床药理科教授 顼志敏;胸闷、胸痛切忌盲目给药[N];医药经济报;2011年
10 徐磊;华侨城加强控制权 支持康佳领跑2008奥运平板市场[N];中国高新技术产业导报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 简明;无创性24小时动态血压[D];中国协和医科大学;1993年
2 秦茵茵;COPD患者静息和运动时的呼吸中枢驱动及其在吸入噻托溴铵后的变化[D];广州医学院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张阳;平板、上下20°坡运动对大鼠膝关节软骨的影响[D];山西医科大学;2013年
2 张玉辉;冠心病心绞痛气阴两虚及兼痰瘀证平板运动试验结果对照分析[D];天津中医学院;2004年
3 周琪;自由下落平板非定常致力机理研究[D];上海交通大学;2012年
4 徐挺;雷暴冲击风流场试验模拟[D];浙江大学;2010年
5 朱振华;缺血修饰白蛋白和脑钠肽在诊断心肌缺血中的作用[D];复旦大学;2008年
6 毕朝晖;冠心病患者血管内皮生长因子变化的临床研究[D];青岛大学;2002年
7 王少伟;平板、上下20坡运动对大鼠膝关节软骨基质合成代谢及炎症因子mRNA表达的影响[D];山西医科大学;2010年
8 刘海燕;~(99)Tc~mN-NOET GMPI在评价冠心病患者心功能方面的临床应用价值[D];山西医科大学;2005年
9 丁晓晶;运动训练对脊髓损伤大鼠运动功能及脊髓损伤远端的影响研究[D];南京医科大学;2011年
10 崔英海;糖尿病肾病心脏病变的辨证规律研究[D];广州中医药大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026