模拟生物运动的流固耦合数值研究
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 插图目录 | 第13-18页 |
| 表格目录 | 第18-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-33页 |
| ·研究背景 | 第19-20页 |
| ·生物飞行和游动的研究方法 | 第20-24页 |
| ·实验研究 | 第20-22页 |
| ·理论分析 | 第22-23页 |
| ·数值模拟 | 第23-24页 |
| ·生物非定常飞行的主要机理 | 第24-27页 |
| ·Weis-Fogh拍合和张开机制 | 第24-25页 |
| ·快速俯仰旋转 | 第25页 |
| ·尾迹俘获 | 第25-26页 |
| ·前缘涡延迟脱落 | 第26页 |
| ·翼尖涡的作用 | 第26-27页 |
| ·被动俯仰旋转机制 | 第27页 |
| ·生物游动的推进机理 | 第27-30页 |
| ·微生物的蛇形推进 | 第27页 |
| ·大生物的波动推进 | 第27-28页 |
| ·鱼类的扇形运动推进 | 第28页 |
| ·其他推进方式 | 第28页 |
| ·尾涡结构和Strouhal数 | 第28-29页 |
| ·背鳍的作用 | 第29-30页 |
| ·生物运动中的流固耦合 | 第30-31页 |
| ·本文主要研究工作 | 第31-33页 |
| 第二章 控制方程和数值方法 | 第33-61页 |
| ·引言 | 第33-36页 |
| ·控制方程 | 第36-37页 |
| ·流体运动控制方程 | 第36页 |
| ·固体控制方程 | 第36-37页 |
| ·罚内置边界-格子波尔兹曼方法 | 第37-42页 |
| ·格子波尔兹曼方法 | 第37-39页 |
| ·改进罚内置边界法 | 第39-42页 |
| ·锐利界面内置边界法 | 第42-49页 |
| ·Navier-Stokes方程的差分格式 | 第42页 |
| ·锐利界面内置边界法 | 第42-47页 |
| ·固体结构的有限元方法 | 第47-48页 |
| ·流固耦合计算流程 | 第48-49页 |
| ·数值方法的验证 | 第49-57页 |
| ·罚内置边界-格子波尔兹曼方法的验证 | 第49-53页 |
| ·锐利界面内置边界法的验证 | 第53-57页 |
| ·本章小结 | 第57-61页 |
| 第三章 丝线与刚体的相互干扰 | 第61-81页 |
| ·引言 | 第61-62页 |
| ·物理问题和数学描述 | 第62-63页 |
| ·计算结果和讨论 | 第63-79页 |
| ·G/d的影响 | 第63-65页 |
| ·Re与G/d的综合作用 | 第65-75页 |
| ·丝线长度L/d和质量比S的影响 | 第75-77页 |
| ·下游刚体形状的影响 | 第77-79页 |
| ·尾迹中刚体的阻力 | 第79页 |
| ·数值结果的生物学含义 | 第79页 |
| ·本章小结 | 第79-81页 |
| 第四章 三根并行排列丝线的耦合模态 | 第81-117页 |
| ·引言 | 第81-84页 |
| ·物理问题和控制方程 | 第84-85页 |
| ·线性稳定性方程 | 第85-87页 |
| ·耦合模态 | 第87-99页 |
| ·单丝模态 | 第87-89页 |
| ·对称模态 | 第89-90页 |
| ·反相摆动模态 | 第90-91页 |
| ·半频摆动模态 | 第91-92页 |
| ·无理频率摆动模态 | 第92-93页 |
| ·同相摆动模态 | 第93-95页 |
| ·不规则摆动模态 | 第95-96页 |
| ·单丝模态的进一步讨论 | 第96-98页 |
| ·与两根并行排列丝线的比较 | 第98-99页 |
| ·流固耦合的流动特征量 | 第99-105页 |
| ·丝线振幅、频率和阻力 | 第99-102页 |
| ·丝线的机械能 | 第102-105页 |
| ·丝线尾迹中的涡结构 | 第105-114页 |
| ·合并涡结构 | 第107页 |
| ·对称涡结构 | 第107-109页 |
| ·不规则涡结构 | 第109-113页 |
| ·独立涡街结构 | 第113-114页 |
| ·数值结果的生物学意义 | 第114页 |
| ·本章小结 | 第114-117页 |
| 第五章 均匀来流中三维柔性板摆动的流固耦合研究 | 第117-145页 |
| ·引言 | 第117-119页 |
| ·物理问题的描述 | 第119-121页 |
| ·线性稳定性分析方程推导 | 第121-123页 |
| ·结果和讨论 | 第123-142页 |
| ·计算设置 | 第123页 |
| ·整体稳定性 | 第123-124页 |
| ·双稳定性 | 第124-127页 |
| ·不稳定摆动 | 第127-128页 |
| ·三维大变形摆动 | 第128-131页 |
| ·稳定性与推广的Squire变换 | 第131-137页 |
| ·流体-柔性板系统的小扰动能量特性 | 第137-139页 |
| ·流体-柔性板系统夫稳机理的进一步讨论 | 第139-142页 |
| ·本章小结 | 第142-145页 |
| 第六章 工作总结和研究展望 | 第145-151页 |
| ·工作总结 | 第145-147页 |
| ·本文主要创新点 | 第147-148页 |
| ·研究展望 | 第148-151页 |
| 参考文献 | 第151-175页 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 | 第175-177页 |
| 致谢 | 第177页 |
