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题名基于沉浸边界法的二维拍动翼数值模拟
被引量：7
- 1
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作者
潘定一
邓见
邵雪明
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机构
浙江大学力学系
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出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第4期419-424,共6页
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基金
水动力学国防重点实验室基金
高等学校博士点专项科研基金(20070335066)
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文摘
运用沉浸边界法对二维拍动翼流场进行了数值模拟,系统地分析了最大俯仰角、拍动频率和升沉俯仰运动的相位差等参数对拍动翼流场的影响。结果显示:当达到一定条件时,尾流出现反卡门涡街,使机翼得到正的推力而产生逆流前行的趋势。在本文的研究范围内发现,拍动翼的平均推力系数随最大俯仰角的增大先增大后减小,随着频率的增大而增大,同时,拍动翼的推进效率随最大俯仰角的增大而增大,随拍动频率的增大而减小,且当升沉俯仰运动的相位差在90°～100°之间时,存在着最大推进效率。本文所得结果为进一步研究鸟类飞行和鱼游等仿生力学提供了理论基础。
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关键词
沉浸边界法
仿生力学
反卡门涡街
拍动翼
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Keywords
immersed-boundary method
bionic mechanics
reversed Kaman vortex street
flapping foil
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名摆动水翼绕流的数值研究
- 2
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作者
何国毅
张星
张曙光
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机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
中国科学院力学研究所LNM室
北京航空航天大学交通科学与工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第1期15-22,共8页
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基金
国家自然科学基金(10732090
10872201)
973项目非线性科学(2007CB814800)资助项目~~
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文摘
鱼类经常采用垂直流向的摆动进行游动,这种摆动可以用行进波来表示.应用浸入边界方法模拟了低雷诺数条件下水翼NACA65-010在水中摆动时的流场,并研究了雷诺数对水生动物推进效率的影响.结果表明:随着雷诺数的增大,推力系数和推进效率增大,而功率系数减小;在Re<20时,推力系数,推进效率和功率系数的变化尤为剧烈.随雷诺数增加,由于水翼摆动诱导的流场变化也更加复杂,水翼后缘处的涡量场强度逐渐增强.摆动诱导反卡门涡街产生推力.
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关键词
水翼
摆动
推进
浸入边界方法
反卡门涡街
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Keywords
hydrofoil
wiggling
propulsion
immersed boundary method
reversed von Karman vortex streets
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分类号
O257
[理学—数学]
O351
[理学—流体力学]
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题名俯仰振荡翼型推阻力转变滞后机制数值研究
被引量：1
- 3
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作者
马德川
邱展
李高华
王福新
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机构
上海交通大学航空航天学院
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2021年第2期91-103,共13页
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文摘
扑翼产生的反卡门涡街被认为是一种推力型尾迹,但已有研究指出,随着斯特劳哈尔数(St)增大,低雷诺数下俯仰振荡翼型的净推力产生明显滞后于反卡门涡街的出现。为探究该现象背后的物理机制,对NACA0012翼型在雷诺数1000条件下作简谐俯仰运动的流场进行了数值模拟。采用翼型表面积分方法和基于有限控制体的气动力估计方法分别研究了翼面分布力特性和尾迹流场特性变化对阻力-推力转变临界点的影响。翼面分布力积分结果表明,当翼型振荡参数进入对应反卡门涡街尾迹形态区域时,翼面压力分布产生的推力分量无法克服剪切层的黏滞阻力,是造成俯仰翼型推力产生滞后于反卡门涡街出现的主要原因。对尾迹流场及相应的推阻力特性变化的分析表明,尽管反卡门涡街会产生“喷流效应”,但在St较小时,其产生的动量诱导推力无法克服反卡门涡自身的涡致阻力和尾迹流场压力损失引入的附加阻力,因此即使存在反卡门涡街也不能产生净推力,进而从流场分析的角度进一步解释了这一滞后现象的发生机制。
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关键词
俯仰振荡
反卡门涡街
推力特性
滞后
黏性效应
喷流效应
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Keywords
pitching oscillation
RBvK vortex street
thrust characteristics
lag
viscous effect
jet effect
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名鱼类游动的N-S方程数值模拟
被引量：3
- 4
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作者
乔晓冬
焦予秦
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机构
西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
2007年第8期1536-1540,共5页
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文摘
通过求解二维守恒型非定常流动N-S方程,对鱼类运动时鱼体周围二维非定常流场进行数值模拟,数值计算空间采用有限体积离散,时间推进格式采用Jameson的双时间法。描述了各状态鱼体模型、计算网格的生成方法和数值计算方法。结合计算结果对鱼类游动时反卡门涡街的形成和鱼体推力的产生机理进行了分析,并对不同斯特哈尔数对推力的影响进行了研究。结果表明:非定常N-S方程数值方法能够正确模拟鱼体运动时的流场和反卡门涡街的形成;产生明显推力的St数的范围是0.23～0.53,而且在0.35处推力达到最大。
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关键词
N—S方程
有限体积法
鱼类游动
反卡门涡街
斯特哈尔数
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Keywords
N-S equations finite volume method reverse Karman vortex street fish swimming, Stronhal number
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分类号
O241.83
[理学—计算数学]
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题名宏压电纤维致动的水下推进器性能及机理
被引量：2
- 5
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作者
林煌旭
任枭荣
娄军强
贾振
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机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室
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出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期881-887,1020,1021,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51505238,51805276,61703217)
浙江省自然科学基金资助项目(LY20E050007)
宁波市自然科学基金资助项目(2019A610112)。
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文摘
提出了一种宏压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)致动的仿鲹科身体/尾鳍(body or caudal fin,简称BCF)水下推进器。利用搭建的实验平台测试了不同驱动电压条件下推进器的摆动性能,推进器在峰峰值为1000V,频率为17.7和3Hz的激励电压下分别取得空气中最大摆幅峰峰值为45mm,水下最大摆幅峰峰值13mm。借助计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)研究了仿生推进器在稳定摆动过程中流场特性和尾迹旋涡的分布情况,从推进器端部观察到的“反卡门涡街”结构揭示了仿生推进器的流体动力学机制和摆动式推进机理。推进器端部在x方向上的平均推进力可达1.5mN。研究成果对压电纤维致动器在仿生推进器的优化设计和提高其推进效率提供技术支持。
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关键词
仿生水下推进器
宏压电纤维复合材料
身体/尾鳍谐振式推进
计算流体力学分析
反卡门涡街
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Keywords
biomimetic underwater propeller
macro fiber composites(MFC)
body or caudal fin(BCF)oscillating propulsion
computational fluid dynamics(CFD)analysis
anti-Karman vortex street
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分类号
TP24
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
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