机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
7期
15-22
,共8页
夏丹%陈维山%刘军考%曹渝华
夏丹%陳維山%劉軍攷%曹渝華
하단%진유산%류군고%조투화
外形仿生%运动仿生%流体结构耦合%自主游动
外形倣生%運動倣生%流體結構耦閤%自主遊動
외형방생%운동방생%류체결구우합%자주유동
bionic shape%bionic movement%fluid-structure coupling%self-propelled swimming
从揭示鱼类外形仿生和运动仿生中蕴含的仿生机理出发,提出一种机器鱼自主游动中的流体结构耦合新方法,该方法将流体变量和结构变量同步进行推进,并在每个迭代步内进行子迭代,因而提高了算法的稳定性.将鱼体游动介质分为流体介质、结构介质和相互作用的交界面介质,分别建立三种介质的动力学方程.采用隐式耦合方法,给定鱼体变形为输入,将鱼体运动转移到流体单元上,形成对周围流体的激励,通过求解流体动力学方程得到流体作用力,并将该作用力传递于鱼体,作为外力来驱动鱼体自主游动,从而实现流体和结构的交互过程,最后通过机器鱼的自主游动算例验证了方法的有效性.该方法可以评价不同外形和不同运动规律的机器鱼自主游动性能的优劣,进而为揭示仿生游动机理提供科学依据.
從揭示魚類外形倣生和運動倣生中蘊含的倣生機理齣髮,提齣一種機器魚自主遊動中的流體結構耦閤新方法,該方法將流體變量和結構變量同步進行推進,併在每箇迭代步內進行子迭代,因而提高瞭算法的穩定性.將魚體遊動介質分為流體介質、結構介質和相互作用的交界麵介質,分彆建立三種介質的動力學方程.採用隱式耦閤方法,給定魚體變形為輸入,將魚體運動轉移到流體單元上,形成對週圍流體的激勵,通過求解流體動力學方程得到流體作用力,併將該作用力傳遞于魚體,作為外力來驅動魚體自主遊動,從而實現流體和結構的交互過程,最後通過機器魚的自主遊動算例驗證瞭方法的有效性.該方法可以評價不同外形和不同運動規律的機器魚自主遊動性能的優劣,進而為揭示倣生遊動機理提供科學依據.
종게시어류외형방생화운동방생중온함적방생궤리출발,제출일충궤기어자주유동중적류체결구우합신방법,해방법장류체변량화결구변량동보진행추진,병재매개질대보내진행자질대,인이제고료산법적은정성.장어체유동개질분위류체개질、결구개질화상호작용적교계면개질,분별건립삼충개질적동역학방정.채용은식우합방법,급정어체변형위수입,장어체운동전이도류체단원상,형성대주위류체적격려,통과구해류체동역학방정득도류체작용력,병장해작용력전체우어체,작위외력래구동어체자주유동,종이실현류체화결구적교호과정,최후통과궤기어적자주유동산례험증료방법적유효성.해방법가이평개불동외형화불동운동규률적궤기어자주유동성능적우렬,진이위게시방생유동궤리제공과학의거.
