小型水下巡航机器人表面减阻仿生设计

为提高小型水下巡航机器人作业过程中的行进效率,基于仿生设计方法进行表面减阻设计。利用边缘提取算法和GetData软件对灰鲭鲨鱼鳞片形态与结构进行特征分析和数据提取;运用Shapr 3D和Rhino软件构建了鳞片三维模型和仿生非光滑结构表面,通过Fluent软件进行流体仿真分析,对比不同流速下的剪切应力。结果表明:当来流速度大于6 m/s时,非光滑表面剪切应力小于光滑表面剪切应力,流速为8 m/s时减阻率最高可达2.9%。仿生灰鲭鲨鱼鳞片非光滑表面模型在一定范围的来流速度下具有较好的减阻效果,但减阻率会随来流速度的增加先增后减,在特定流速下,减阻效果最佳。