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文檔簡介
1、魚類在水下游動時,除了主動發(fā)生變形外,還會因為受到外力而導致一定程度的被動變形,這種變形能明顯地影響水動力性能,推力和效率變化尤為顯著。所以柔性尾鰭的研究應得到足夠的重視,有必要進行深入地研究。本文研究的是尾鰭在來流中擺動所產(chǎn)生的變形,考慮流體壓力和結構變形耦合作用是研究柔性尾鰭變形的重點。
本文首先通過面元法來研究剛性尾鰭的定常水動力性能,根據(jù)無界流中水翼繞流條件建立積分方程,應用 Newton-Raphson迭代整個過程以
2、滿足壓力庫塔條件,同時將泰勒展開邊界元法用于計算該水翼的表面速度,結果與柳澤插值法進行對比。兩種方法計算得到的速度分布在水翼中部相似,而在水翼的前緣和尾緣處略有差異。
其次,研究擺動尾鰭的水動力特性,針對二維水翼,討論了運動參數(shù)對性能的影響,并與實驗值進行了對比,吻合較好;對三維擺動水翼繞流特性做了定性分析,討論了其弦向和展向的水動力特性;將水翼提升到尾鰭,針對不同尾鰭形狀分析水動力特性。可知,月牙形擺動尾鰭的推進效果較好。<
3、br> 再次,基于剛性尾鰭,賦予尾鰭特定形式的弦向變形,深入探討了柔性擺動尾鰭的水動力性能。在各變形模式中,懸臂梁非均勻載荷變形時較為符合實際魚尾擺動情況。在該變形模式下,變形控制參數(shù)δ=0.05、φ=90°以及在距后緣1/4弦長處發(fā)生變形時性能較好。柔性尾鰭顯示出了一定的優(yōu)越性。
最后,考慮流體和結構的相互作用,對柔性擺動尾鰭進行流固耦合分析。在面元法的基礎上給出了一種流固耦合計算方法,分析了來流中擺動尾鰭的穩(wěn)定性和誘導變
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