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《国防科学技术大学》 2005年
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柔性长背鳍波动仿生装置的结构设计与仿真技术研究

徐海军  
【摘要】:受自然界鱼类推进的快速性和高效性启发,仿鱼推进技术研究已成为水下推进技术研究的热点。“尼罗河魔鬼”鱼经过数百万年的自然演化,具有独特的形体结构和运动方式,能很好地适应水生环境。其躯体细长,游动时身体保持直线,通过轻质柔软的长背鳍波动运动实现自身的游动。 论文以“尼罗河魔鬼”鱼柔性长背鳍作为仿生对象,设计了仿生装置,并对仿生装置的结构设计及仿真技术等内容进行了研究。通过建立“尼罗河魔鬼”鱼的游动观测系统,对样本进行仿生运动学实验观测,分析了柔性长背鳍的结构和波动推进原理;在适当的简化条件下,对柔性长背鳍的运动学问题进行数学建模与计算仿真,确定了仿生装置的设计参数。根据设计参数和数学建模的结果,设计出柔性长背鳍运动的仿生装置,并在三维CAD软件中进行零件建模和虚拟装配;利用CAE软件对仿生装置中关键零件进行了基于有限元法的结构静力分析和振动模态分析;最后,对仿生装置的波动运动进行运动仿真,根据仿真结果试制仿生装置样机,并对样机进行静水推进试验,分析了试验结果。 试验结果表明,根据柔性长背鳍波动推进机理设计的仿生装置,实现了波动推进运动,验证了设计的可行性;另一方面,对试验结果的分析也验证波动推进机理,并可以促进对该机理的进一步研究。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB17

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【引证文献】
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1 林龙信;沈林成;谢海斌;;单柔性长鳍波动仿生推进器的设计与实现[J];兵工学报;2008年03期
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2 章永华;柔性仿生波动鳍推进理论与实验研究[D];中国科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 王扬威;基于SMA的仿乌贼水平鳍推进器的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
7 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
8 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
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10 窦建洪;基于犬双心室电力学复合模型的心力衰竭仿真研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
4 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 王龙;喻俊志;胡永辉;范瑞峰;霍继延;谢广明;;机器海豚的机构设计与运动控制[J];北京大学学报(自然科学版);2006年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 李淑娟;基于虚拟样机技术的中低速磁浮列车仿真分析[D];国防科学技术大学;2003年
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林龙信;仿生水下机器人的增强学习控制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
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7 杨少波;牛鼻鲼泳动动力学分析与仿生机器鱼研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 徐海军;液压驱动波动鳍仿生推进器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 段妍;凡纳滨对虾游泳行为生理生态学实验研究[D];中国海洋大学;2012年
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2 高飞;形状记忆合金丝驱动的矢量喷嘴设计及其控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 周杨;基于CFD的鳐鱼水动力学数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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7 曾启琴;柔性桨强化高粘度流体混沌混合行为的研究[D];重庆大学;2013年
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【二级参考文献】
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10 彭友谊;;结合实例浅析框架结构设计[J];广东科技;2007年S2期
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6 王斌;阎军;程耿东;;特定方向“零膨胀”的最小柔顺性结构优化设计[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
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