模仿蛇怪蜥蜴的仿生推进装置结构研究

通过模仿蛇怪蜥蜴在水上行走时腿部的运动姿态,设计了一种轮-叶复合式仿生推进装置。为了在结构设计阶段评估叶片数对推进装置动力性能的影响,利用三维造型软件建立了不同叶片数的推进装置的物理模型,通过计算流体力学软件对推进装置进行了数值计算,获得了三种设计方案的水动力学特性。仿真结果表明:随着叶片数的增加,推进力呈减小趋势,升力呈增大趋势,推进装置受力周期性波动的幅值随之减小。最后,根据物理模型制作了试验样机,入水测试表明仿生推进装置能够实现滑行状态。

基于蛇怪蜥蜴踩水机理的仿生推进装置数值计算方法研究

为突破传统排水型两栖车辆“阻力墙”现象，提高两栖车辆水上航速，从蛇怪蜥蜴高速踏水机理出发，设计一种新型轮一叶复合式水上仿生推进装置，采用滑移网格和动网格方法对不同转速下的推进装置三维模型的动力学特性进行数值计算，并对仿真结果进行对比和分析．结果表明：滑移网格和动网格方法在计算结果上获得比较一致的结果，动网格方法更能反映模型的真实运动情况，而滑移网格方法在计算过程中表现出较好的稳定性。

仿生推进装置翼盘变速运动试验测试研究

通过模仿水母在水中的推进方式,设计一种新型仿生推进装置。为获得装置的推进性能,前期对翼盘在不同工况下的力学特性进行仿真分析,在此基础上设计翼盘变速运动试验方案,开发推进装置性能测试平台,采集试验样机在不同驱动频率下的试验数据,并对结果进行比对分析。研究表明:该试验能够较精确地反映推进装置参数对其推进性能的影响,其中位移测量结果能够真实反映翼盘在静水中的运动规律,力学测量结果为推进装置结构的进一步优化提供依据。

仿生推进装置驱动机构优化设计

通过分析仿生推进装置驱动机构的运动要求,采用虚拟样机软件ADAMS建立其驱动机构模型,对机构的关键点进行参数化处理,通过控制参数化点坐标的变化实现杆件长度及位置的变化,最终以单位输出力所需的驱动转矩最小为优化目标,对机构参数进行优化设计,结果表明优化效果明显,优化目标较优化之前减小13%。

生物喷水推进机理及其在仿生喷水推进装置中的应用

首先介绍了几种水下生物的喷水推进模式;然后分析了喷水推进的机理及其研究进展;最后阐述了仿生喷水推进装置的研究现状,并对此类研究进行了总结和展望.

基于压电致动器的水下柔性推进结构振动特性研究

压电纤维(Macro Fiber Composite,MFC)致动器因其柔韧性好、致动力大、防水性能优异等特点越来越受到人们的关注,并在智能传感/致动、能量采集、水下仿生机器人等领域得到了广泛的应用。本文旨在研究MFC驱动水下柔性结构的振动特性与动力学响应。计算得到MFC致动器驱动力,根据莫里森半经验公式推导得到流体附加惯性力和附加阻尼力。基于欧拉-伯努利梁理论、假设模态法和第二类拉格朗日方程,建立MFC致动的水下柔性结构耦合非线性动力学模型,采用谐波平衡法将非线性阻尼线性化。数值仿真和实验结果表明:粘贴了MFC致动器的柔性梁结构局部刚度增大,实测模态振型与仿真模态振型基本一致;受周围流体水动力的影响,MFC致动悬臂梁水下前两阶共振频率与动态响应下降明显;模型预测的幅频响应曲线与实测曲线吻合较好,证实了所建耦合动力学模型的有效性。本研究可为基于智能材料的水下仿生推进装置提供参考。

仿蛇怪蜥蜴推进装置运动仿真分析及试验研究

通过模仿蛇怪蜥蜴水上奔跑时腿部运动姿态,设计了一种仿蛇怪蜥蜴推进装置。在前期理论分析基础上,着重讨论了仿生推进装置性能随叶轮转速的变化规律,应用计算流体力学模拟了推进装置的三自由度运动,分析了转速对仿生推进装置的推进速度、推进力和升力等参数的影响,进一步开展了原理试验。仿真和试验结果表明,增大叶轮转速可提高仿生推进装置的推进速度,但存在一定的临界范围,超出此范围,增加叶轮吃水深度可有效提高航速。

人造“鳗鱼”呼之欲出

21世纪船舶需要低污染、低噪声、低能耗、高效率的推进装置，仿生扭摆推进装置就是与蹼动推进装置齐名的另一类颇具发展前途的船舶推进系统。当前，有关仿生扭摆推进技术不仅正成为专家、学者研究的主课题，而且还成为有眼光的企业家投资船舶产业开发的新亮点。