收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锦鲤常规自由游动的流动物理研究

杨焱  
【摘要】: 鱼类在自然选择中形成了丰富多样、各具特色的游动本领,同时仿生机器学蓬勃兴起,迫切要求人们更深入地认识鱼类的机动运动机理。近年来,尽管实验技术进步迅速,但对鱼类机动运动机理的认识仍亟需深入,对鱼类游动运动链的一体化研究成为一大趋势。为此,本论文针对该运动链的末端,即“鱼体-流体”相互作用问题,做了以下新的工作: 一、率先提出了鱼体作为变形体的动力学控制方程,以此建立鱼体动力学方程与非定常流体力学方程的一体化求解方法。该方法适用于数值模拟“主动变形动作→流体动力响应→鱼体运动结果”的运动链,为研究鱼的自主机动运动机理构建了一个二维的基础平台。 二、运用该二维平台研究了锦鲤的加速-滑行游动。根据锦鲤的跟踪测量实验结果,研究了其自由游动中最常见的形式:加速-滑行游动。加速-滑行属于常规的自由游动,其特点是鱼体动作由摆尾与伸直交替构成,基本沿直线运动,有加速和减速两个阶段。论文通过数值模拟揭示了该游动方式的力学机理和流动物理特征,探索了该游动方式中锦鲤对其运动和力能学性能的主要控制机制。其中力能学的计算发现在相同平均速度的条件下,加速-滑行游动方式与巡游方式相比效率较低,输出功率较高,从而更正了前人从实验估算得到的加速-滑行游动耗能较少的认识。 三、研究了锦鲤的常规转弯。实验中发现常规转弯,尤其是单摆尾转弯是锦鲤在自由游动中最常用的转弯方式,也属于常规的自由游动。本文研究了单摆尾转弯和巡游转弯两种转弯模式的非定常流动物理和流体动力学特征;通过比较常规转弯两种方式的机动性能和力能学特性,揭示了常规转弯所共有的动力学和流动控制规律以及两种方式的不同特点。计算结果给出了锦鲤常规转弯中的机动性能和力能学性能的若干重要控制规律,如敏捷性与机动性成正相关的关系,输出功率与转速成良好的线性关系,单摆尾转弯的效率高于巡游转弯。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 符云峰;心肌细胞力能学的现代问题[J];生理科学进展;1980年03期
2 周嘉友;;人工草地育肥羔羊的草业子系统力能学分析[J];西南民族学院学报(自然科学版);1990年01期
3 符义坤,周嘉友,贾笃敬,李光棣;红豆草茬地羔羊放牧系统力能学分析[J];生态学报;1992年01期
4 ;简讯[J];激光与光电子学进展;1989年04期
5 李芬;;激光用作受控聚变DT球的压缩力能学[J];激光与光电子学进展;1978年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陆夕云;;拍动推进和波状摆动推进的数值模拟研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨焱;锦鲤常规自由游动的流动物理研究[D];中国科学技术大学;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978