仿生柔性结构与流体耦合系统的数值方法及运动机理研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-31页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第15-17页 |
| 1.2 流固耦合数值方法的概述 | 第17-19页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第19-28页 |
| 1.3.1 沉浸边界法 | 第19-21页 |
| 1.3.2 基于GPU的并行计算 | 第21-23页 |
| 1.3.3 仿生鱼类运动机理 | 第23-26页 |
| 1.3.4 柔性板流致运动机理 | 第26-28页 |
| 1.4 有待深入研究的问题 | 第28-30页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第30-31页 |
| 第2章 柔性结构与流体耦合系统的数值方法研究 | 第31-65页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 流场控制方程 | 第31-32页 |
| 2.3 流体域的数值模型 | 第32-35页 |
| 2.4 结构域的数值模型 | 第35-41页 |
| 2.4.1 主动变形结构的数值模型 | 第35-36页 |
| 2.4.2 二维柔性板的数值模型 | 第36-38页 |
| 2.4.3 三维柔性板的数值模型 | 第38-41页 |
| 2.5 流体-结构边界耦合的数值模型 | 第41-43页 |
| 2.6 算法的并行与实施 | 第43-46页 |
| 2.6.1 并行框架 | 第44-45页 |
| 2.6.2 并行策略 | 第45-46页 |
| 2.7 实验平台的研制 | 第46-51页 |
| 2.7.1 循环式流固耦合水洞的研制 | 第47-48页 |
| 2.7.2 DPIV流场可视化系统的研制 | 第48-50页 |
| 2.7.3 SMA柔性驱动关节的研制 | 第50-51页 |
| 2.8 数值方法的验证 | 第51-63页 |
| 2.8.1 二维流场模拟的验证 | 第51-58页 |
| 2.8.2 三维流场模拟的验证 | 第58-63页 |
| 2.9 本章小结 | 第63-65页 |
| 第3章 双柔性板流固耦合特性的研究 | 第65-90页 |
| 3.1 引言 | 第65页 |
| 3.2 物理模型 | 第65-67页 |
| 3.2.1 串列双柔性板绕流的物理模型 | 第65-66页 |
| 3.2.2 并排双柔性板绕流的物理模型 | 第66-67页 |
| 3.3 数值仿真模型及其验证 | 第67-69页 |
| 3.4 串列双柔性板绕流的数值研究 | 第69-79页 |
| 3.4.1 拍动与阻力分析 | 第69-72页 |
| 3.4.2 两种耦合模式分析 | 第72-79页 |
| 3.5 并排双柔性板绕流的数值研究 | 第79-89页 |
| 3.5.1 结构运动与受力 | 第79-83页 |
| 3.5.2 三种耦合模式分析 | 第83-89页 |
| 3.6 本章小结 | 第89-90页 |
| 第4章 柔性板与弹性圆柱耦合系统的数值研究 | 第90-119页 |
| 4.1 引言 | 第90页 |
| 4.2 物理模型 | 第90-92页 |
| 4.2.1 柔性板置于圆柱下游的物理模型 | 第90-91页 |
| 4.2.2 柔性板置于圆柱上游的物理模型 | 第91-92页 |
| 4.3 数值仿真模型及其验证 | 第92-94页 |
| 4.4 柔性板置于圆柱下游的数值研究 | 第94-110页 |
| 4.4.1 柔性板长度的影响 | 第94-97页 |
| 4.4.2 约化速度的影响 | 第97-102页 |
| 4.4.3 七种典型模式分析 | 第102-110页 |
| 4.5 柔性板置于圆柱上游的数值研究 | 第110-117页 |
| 4.5.1 板长与间距的影响 | 第110-116页 |
| 4.5.2 三种耦合模式分析 | 第116-117页 |
| 4.6 本章小结 | 第117-119页 |
| 第5章 基于躯体主动柔性变形的喷射推进机理研究 | 第119-149页 |
| 5.1 引言 | 第119页 |
| 5.2 数值仿真模型及其验证 | 第119-128页 |
| 5.2.1 数值仿真模型 | 第119-123页 |
| 5.2.2 实验系统的搭建 | 第123页 |
| 5.2.3 数值仿真模型的验证 | 第123-128页 |
| 5.3 舒张时间对推进性能的影响及其机理分析 | 第128-135页 |
| 5.3.1 舒张时间对推进性能的影响 | 第128-131页 |
| 5.3.2 典型舒张时间下的运动与流场分析 | 第131-135页 |
| 5.4 等待时间对推进性能的影响及其机理分析 | 第135-141页 |
| 5.4.1 等待时间对推进性能的影响 | 第135-138页 |
| 5.4.2 典型等待时间下的运动与流场分析 | 第138-141页 |
| 5.5 波形系数对推进性能的影响及其机理分析 | 第141-147页 |
| 5.5.1 波形系数对推进性能的影响 | 第141-144页 |
| 5.5.2 典型波形系数下的运动与流场分析 | 第144-147页 |
| 5.6 本章小结 | 第147-149页 |
| 结论 | 第149-152页 |
| 参考文献 | 第152-167页 |
| 附录A 仿生水母推进性能实验系统的搭建 | 第167-168页 |
| 附录B 本文数值方法的其余应用示例 | 第168-169页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 | 第169-172页 |
| 致谢 | 第172-173页 |
| 个人简历 | 第173页 |
