基于双向流固耦合仿真的新月形尾鳍水动力学特性研究

以新月形仿生机器鱼尾鳍为研究对象,基于双向流固耦合仿真技术,研究了新月形仿生机器鱼尾鳍的结构参数和运动参数对其水动力学参数的影响关系。结果表明:增大尾鳍摆角幅度和摆动频率有利于提高推进力,同时也带来了游动的不稳定性;相比于等厚度柔性尾鳍,变厚度柔性尾鳍具有更好的推进性能,符合真实鱼类尾鳍结构特征;柔性大面积新月形尾鳍的推进性能最优。

柔性月牙尾鳍推进系统的分析

以柔性金枪鱼月牙尾鳍为对象,对三关节机器鱼建立物理模型,并用MATLAB进行仿真。由模型对机器鱼的推进动力及推进速度进行研究,探讨了前进速度、横移和摇摆的幅度、频率及其相位差对柔性尾鳍推进性能的影响。该方法实现的运动仿真与真实的鱼的运动基本一致,速度随着摆动频率的降低而减小,随着相位差的减小而增加,摆幅对速度的影响很大。