弦向变形相位角对柔性尾鳍影响的水动力研究  被引量:3

Hydrodynamic research on the effects of a chordwise deflection phase angle on a flexible caudal fin

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作  者:张曦[1] 苏玉民[1] 王兆立[1] 

机构地区:[1]哈尔滨工程大学水下智能机器人国防重点实验室,黑龙江哈尔滨150001

出  处:《哈尔滨工程大学学报》2011年第11期1402-1409,共8页Journal of Harbin Engineering University

基  金:国家自然科学基金资助项目(50879014);高等学校博士学科点专向科研基金资助项目(20080170010)

摘  要:以仿生推进系统在海洋开发中的广阔应用为背景,以研究柔性尾鳍水动力性能为目的,探讨了弦向变形相位角对柔性尾鳍推进性能的影响.分别采用非定常面元法和求解RANS方程的方法,计算了摆动仿金枪鱼柔性尾鳍在不同弦向变形相位角下的水动力性能,并同水动力试验结果进行比较.计算结果显示弦向变形相位角对柔性尾鳍水动力系数幅值、相位和尾涡分布有影响.通过研究发现,在不同的巡游速度下,总存在一定的弦向变形相位角使柔性尾鳍的输入功率小于刚性尾鳍,推进效率大于刚性尾鳍,表明通过调整弦向变形相位角可以使尾鳍节省能量.In order to apply a bio-propulsion system to the field of ocean development,effects of a chordwise deflection phase angle on the hydrodynamic performance of a flexible caudal fin were studied.Two methods based on both the unsteady panel method and the Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS) equation solution method were applied to analyse hydrodynamics of a flapping flexible caudal fin.Computational results were also compared with experimental results.Computational results indicate that the chordwise deflection phase angle influences not only the magnitude and phase of hydrodynamic coefficients but also the wake of a flexible caudal fin.Compared with a rigid caudal fin,some chordwise deflection phase angles make the input power smaller and the propulsion efficiency higher at different cruising speeds.Energy can be saved by adjusting the chordwise deflection phase angle.

关 键 词:弦向变形相位角 柔性尾鳍 非定常面元法 RANS方程 推进性能 

分 类 号:U661.313[交通运输工程—船舶及航道工程]

 

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