身体/尾鳍游动鱼体复合波动模式及其推进性能研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第1章 绪论 | 第15-27页 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 | 第15-16页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第15页 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 | 第15-16页 |
| 1.2 身体/尾鳍模式游动机理的研究现状 | 第16-22页 |
| 1.2.1 游动模式的分类 | 第16-17页 |
| 1.2.2 鱼体刚度的分析 | 第17-18页 |
| 1.2.3 鱼类的水动力学分析 | 第18-22页 |
| 1.3 身体/尾鳍模式机器鱼的仿生原理 | 第22-26页 |
| 1.3.1 鱼类运动学特性的模拟 | 第22-24页 |
| 1.3.2 鱼类动力学特性的模拟 | 第24-25页 |
| 1.3.3 发展趋势 | 第25-26页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第26-27页 |
| 第2章 身体/尾鳍游动模式鱼体波的复模态特性 | 第27-48页 |
| 2.1 引言 | 第27页 |
| 2.2 身体/尾鳍游动模式的鱼体波分析 | 第27-31页 |
| 2.2.1 鱼体波的描述 | 第27-29页 |
| 2.2.2 鱼体波游动特性的分析 | 第29-31页 |
| 2.3 身体/尾鳍模式鱼体的游动模型 | 第31-35页 |
| 2.3.1 基于多体动力学的游动模型 | 第31-32页 |
| 2.3.2 基于粘弹性梁的游动模型 | 第32-34页 |
| 2.3.3 鱼体游动模型的讨论 | 第34-35页 |
| 2.4 鱼体波复模态特性的研究 | 第35-41页 |
| 2.4.1 鱼体的模态特性分析 | 第35-38页 |
| 2.4.2 鱼体波复模态的产生原因 | 第38-39页 |
| 2.4.3 鱼体阻尼对鱼体波的影响 | 第39-40页 |
| 2.4.4 鱼体刚度对鱼体波的影响 | 第40-41页 |
| 2.5 鱼体波复模态特性的实验研究 | 第41-47页 |
| 2.5.1 复模态分解方法及行波系数 | 第42-43页 |
| 2.5.2 活体鱼鱼体波的实验研究 | 第43-47页 |
| 2.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第3章 基于行波系数身体/尾鳍游动模式的分类研究 | 第48-63页 |
| 3.1 引言 | 第48页 |
| 3.2 影响鱼体波行波系数的因素分析 | 第48-53页 |
| 3.2.1 鱼体波离散过程的影响 | 第49-51页 |
| 3.2.2 鱼体波波数的影响 | 第51页 |
| 3.2.3 鱼体波包络线的影响 | 第51-52页 |
| 3.2.4 鱼类长径比的影响 | 第52-53页 |
| 3.3 身体/尾鳍模式鱼体波的无量纲分析 | 第53-58页 |
| 3.3.1 鱼体波的无量纲化 | 第53-55页 |
| 3.3.2 身体/尾鳍模式鱼体波的行波系数 | 第55-58页 |
| 3.4 身体/尾鳍游动模式的新分类 | 第58-61页 |
| 3.4.1 游动模式与鱼体波波长的关系 | 第58-59页 |
| 3.4.2 游动模式与包络线的关系 | 第59-60页 |
| 3.4.3 游动模式分类的行波系数法 | 第60-61页 |
| 3.5 本章小结 | 第61-63页 |
| 第4章 模拟鱼类游动的LS-IB数值方法 | 第63-88页 |
| 4.1 引言 | 第63页 |
| 4.2 LS-IB数值方法 | 第63-69页 |
| 4.2.1 N-S控制方程 | 第63-64页 |
| 4.2.2 描述界面的Level-set方法 | 第64-66页 |
| 4.2.3 基于直接力法的浸入边界法 | 第66-69页 |
| 4.3 Navier-Stokes方程求解器 | 第69-73页 |
| 4.3.1 空间与时间离散 | 第69-70页 |
| 4.3.2 压力方程与边界条件 | 第70-72页 |
| 4.3.3 并行计算 | 第72-73页 |
| 4.4 程序验证 | 第73-84页 |
| 4.4.1 静止圆柱绕流 | 第73-76页 |
| 4.4.2 静止圆球绕流 | 第76-78页 |
| 4.4.3 强迫振动圆柱绕流 | 第78-81页 |
| 4.4.4 圆柱涡激振动 | 第81-83页 |
| 4.4.5 圆球的自由下落 | 第83-84页 |
| 4.5 鱼类游动算例的验证 | 第84-87页 |
| 4.5.1 网格数的影响 | 第85-86页 |
| 4.5.2 重复初始化次数的影响 | 第86-87页 |
| 4.6 本章小结 | 第87-88页 |
| 第5章 身体/尾鳍模式鱼类推进性能的分析 | 第88-110页 |
| 5.1 引言 | 第88页 |
| 5.2 鱼体游动的CFD模型及其性能评价 | 第88-91页 |
| 5.2.1 鱼体的约束游动模型 | 第88-89页 |
| 5.2.2 鱼体的自由游动模型 | 第89-91页 |
| 5.3 鱼体约束游动模型的性能分析 | 第91-101页 |
| 5.3.1 摆动频率对推进性能的影响 | 第92-93页 |
| 5.3.2 摆动幅值对推进性能的影响 | 第93-95页 |
| 5.3.3 行波系数对推进性能的影响 | 第95-97页 |
| 5.3.4 鱼体的尾迹涡街结构 | 第97-101页 |
| 5.4 鱼体自由游动模型的性能分析 | 第101-109页 |
| 5.4.1 鲹科模式鱼体的推进性能 | 第102-105页 |
| 5.4.2 鳗鲡科模式鱼体的推进性能 | 第105-106页 |
| 5.4.3 鱼体波和鱼体外形的匹配分析 | 第106-109页 |
| 5.5 本章小结 | 第109-110页 |
| 第6章 柔性机器鱼鱼体波的实验研究 | 第110-126页 |
| 6.1 引言 | 第110页 |
| 6.2 柔性机器鱼的实验方案 | 第110-115页 |
| 6.2.1 机器鱼的设计思路 | 第110-112页 |
| 6.2.2 机器鱼的结构设计 | 第112-113页 |
| 6.2.3 机器鱼的制作过程 | 第113-115页 |
| 6.3 鱼体波复模态特性的实验研究 | 第115-120页 |
| 6.4 鱼体波推进性能的实验研究 | 第120-125页 |
| 6.4.1 机器鱼约束游动的实验研究 | 第120-122页 |
| 6.4.2 机器鱼自由游动的实验研究 | 第122-125页 |
| 6.5 本章小结 | 第125-126页 |
| 结论 | 第126-129页 |
| 参考文献 | 第129-140页 |
| 附录1 鱼体强迫振动方程的求解过程 | 第140-143页 |
| 附录2 身体/尾鳍游动模式鱼体波的生物学数据 | 第143-151页 |
| 攻读学位期间发表的相关学术论文 | 第151-153页 |
| 致谢 | 第153-154页 |
| 个人简历 | 第154页 |
