仿生拍动水翼的水动力性能研究

论文摘要

本论文的主要工作是在势流理论的基础上,使用基于速度势的面元法对刚性拍动翼的水动力进行了分析研究,编写一套用于估算刚性拍动翼的水动力性能的fortran程序。通过与尾鳍运动的计算结果进行定性的比较,验证了面元法在计算非定常运动的正确性和有效性。同时分析了各个运动参数包括运动的来流速度、运动频率、运动幅值、相位差对拍动翼水动力性能的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 论文的研究背景及意义
• 1.3 仿生学的基本概念
• 1.4 游泳方式的分类
• 1.5 仿生水下推进机理研究
• 1.5.1 BCF的机理研究
• 1.5.2 MPF的机理研究
• 1.5.3 水翼游动方式机理研究
• 1.6 国内外仿生推进的水下机器人
• 1.7 拍动水翼推进的特点
• 1.8 论文主要内容
• 第2章 理论基础
• 2.1 概述
• 2.2 面元法概述
• 2.3 面元法理论
• 2.4 本章小结
• 第3章 拍动水翼的数值计算
• 3.1 坐标系的建立
• 3.2 面元的划分
• 3.3 仿生拍动水翼推进原理图
• 3.4 仿生拍动水翼的计算模型
• 3.5 基本方程的数值求解
• 3.6 库塔条件的处理
• 3.7 物体表面速度的确定
• 3.8 水动力系数的计算
• 3.9 收敛条件
• 3.10 粘性修正
• 3.11 效率的计算
• 3.12 计算流程图以及面元数对水动力性能的影响
• 3.12.1 计算流程及结果
• 3.12.2 面元数的影响
• 3.13 本章小结
• 第4章 拍动水翼水动力性能分析
• 4.1 验证程序的正确性
• 4.2 水动力系数计算结果分析
• 4.2.1 来流速度对水动力系数的影响
• 4.2.2 拍动频率对水动力系数的影响
• 4.2.3 相位差对水动力系数的影响
• 4.2.4 振幅对水动力系数的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得科研成果
• 致谢