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波动鳍刚度对尾迹区域摆动翼推进性能的影响: 2015年; 为了弄清波动鳍刚度对位于其尾迹区域摆动翼推进性能的影响,基于计算流体动力学(CFD)原理,首先研究了摆动翼前端有无波动鳍干扰流动对其推进力产生的影响,进而分析波动鳍在四种不同鳍面刚度相同运动学参数下对摆动翼推进性能的影响情况,最后给出某一刚度下不同运动学参数对摆动翼推进性能的影响,并从涡动力学角度解释内在规律。通过计算发现:前端波动鳍产生的反卡门涡街与位于其后的摆动翼前缘涡旋转方向相反,使前缘涡强度减弱或消失;相同运动学参数下随着波动鳍刚度的增加,摆动翼的推进力随之降低;另外,摆动翼推进力随波动鳍的频率和摆幅的增大而减小。; 何建慧贾来兵; 关键词：刚度

仿生蓝点魟胸鳍在两种波动模式下推进力的比较被引量：6: 2012年; 依靠鱼鳍波动推进的鱼类通常具备极强的游动稳定性和机动性能,在这些鱼类中,根据鱼鳍波状运动形成行波波幅包络线形式的不同,鱼鳍波动模式主要有摆幅从前往后逐渐增大和摆幅保持不变两种。设计出一种仿生蓝点魟胸鳍模型,通过试验研究模型在两种波动模式下频率、摆幅和波长等运动学参数对产生推进力大小的差异。测试结果显示,在两种波动模式下,推进力基本上随着波动频率、摆幅和波长的增大而增加;在相同运动学参数下,摆幅逐渐增大模式产生的推进力始终大于等摆幅模式;为进一步深入研究并揭示其中的缘由,随后建立仿生蓝点魟胸鳍的二维模型,利用有限体积法对建立的模型及计算域进行离散,基于流体动力学对两种波动模式下仿生鳍推进力进行计算,给出与试验条件相似的运动学参数下鱼鳍在两种波动模式下推进力大小随之变化情况的数值计算结果,绘制出压力分布等值线图和涡量场分布情况,并从涡动力学角度解释试验现象和揭示其原理及内在规律。该研究成果为仿生蓝点魟胸鳍选择合理的推进模式,高效、可靠地完成预定任务提供理论参考。; 章永华何建慧贾来兵; 关键词：运动学仿真计算流体动力学

仿生机器鱼鳍波动推进速度的理论分析和实验测试被引量：4: 2015年; 为了提高仿鱼型推进器在水中运动的稳定性和机动性,该文选择了典型的依靠胸鳍波状运动产生推进力的蓝点魟为仿生对象,对胸鳍的结构进行简化,并基于这种简化模型设计了仿生波动鳍推进装置。详细介绍了该装置的机械结构和控制电路,通过理论计算和实验测试相结合的方法,全面分析了影响仿生机器鱼鳍推进器波动游动速度的各种因素,包括:波动频率及摆幅和波长等运动学参数、鳍面面积、流体介质密度及仿生鳍的重量等,揭示了各因素的影响规律。通过研究发现:仿生波动鳍推进速度基本上随着波动频率、摆幅和波长等运动学参数的增加而增大;随着鳍面面积或流体介质密度的增大,相同运动学参数下推进速度亦明显加快;此外,推进速度随着该仿生鳍的重量增加而略有降低。; 何建慧章永华; 关键词：运动学计算流体动力学

周期性扰动对鱼鳍波动推进性能影响数值研究被引量：2: 2012年; 在鱼鳍的推进性能的研究中,鱼鳍波状运动产生推进力使鱼类具有很高的机动性,可以在复杂的水下环境中穿梭自如,可以实现精确的位置和姿态控制,且运动更具连续性和平稳性。针对上述问题,建立了鱼鳍摆动和波动的运动学方程,并借助于流体动力学软件比较分析了鱼鳍在没有前端扰动和加入前端扰动两种情况下的波动推进力和升力产生的机理,分析前后缘涡产生、脱泻、相互作用的过程,揭示前端周期性扰动对鱼鳍波动推进性能的影响及其规律。仿真结果显示:波动鳍对前端周期性扰动形成的尾迹反卡门涡街进行重新调制,可以从中获取能量用于提高自身波动推进性能。研究为研制高性能的多鱼鳍协调控制推进的仿鱼鳍推进器提供理论依据。; 章永华何建慧; 关键词：鱼鳍计算流体动力学

仿生蓝点魟的结构设计及建模被引量：5: 2012年; 为了研制高机动性和高游动稳定性的水下推进器用于搜救任务、环境监测、资源勘查、军事侦察等,同时考虑到当前螺旋桨推进器对水生生物栖息环境的严重影响,选择了隶属于鳐科鱼类的蓝点魟作为仿生对象,并利用仿生学工程原理,开发出了高性能的仿生机器蓝点魟模型。介绍了活体生物的观察结果,分析了仿生蓝点魟的机构设计原理和方法,建立仿生蓝点魟的坐标系,给出了该坐标系下仿生蓝点魟鳍条摆动及鳍面波动的运动学和动力学方程。实验结果显示:仿生蓝点魟能够实现无半径转弯,游动过程鱼体基本保持稳定的姿态,对周边流体的扰动也非常小。; 章永华何建慧; 关键词：运动学动力学

加强筋对大口径中心型蝶阀流动特性影响的数值分析被引量：1: 2013年; 大口径中心型蝶阀在实际应用中由于需承受较大水压作用,其阀板上往往利用筋板增加强度,从而减少阀板变形。利用流体动力学分析软件,以RANS方程为控制方程,采用标准的紊流模型(k-ε模型)和压力耦合方程组的半隐式方法(SIMPLE算法),研究在100%开度下阀板表面三种典型筋板分布形式("﹟"形、"◇"形和"//"形)对流经阀门流体流动特性的影响规律。数值计算结果显示,在满足阀板强度要求前提下,采用对称性"//"形筋板分布有利于减少阀门流体阻力和动力水头损失,增加流量。; 章永华何建慧章瑜; 关键词：大口径流动特性

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浙江省教育厅科研计划(Y201122502)