侧壁面效应对仿生波动鳍推进特性影响的数值模拟
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1.上海交通大学 海洋工程全国重点实验室;2.上海交通大学 海南研究院;3.上海交通大学 重庆研究院

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基金项目:

国家自然科学基金(42206227),重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ-MSX0432),上海交通大学深蓝(SL2022PT103)。


Numerical simulation of the influence of side wall effect on the propulsion characteristics of bionic undulating fins
Author:
Affiliation:

1.State Key Laboratory of Ocean Engineering, Shanghai Jiao Tong University;2.Shanghai Jiao Tong University Hainan Research Institute

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    摘要:

    本文基于动网格技术,利用商业软件STAR-CCM+对存在侧壁面影响下的仿生波动鳍的推进性能进行了模拟研究。通过推力系数和升力系数,分析了以不同波动频率和波长波动的波动鳍,在不同侧壁面距离下的推进性能,发现了侧壁面效应对仿生波动鳍推进性能的影响具有两面性。同时,对不同运动参数和壁面距离下的涡量场结构进行了分析,从涡量场的角度解释了侧壁面效应对波动鳍推进性能影响的内在机理,为设计能够在特殊环境下高效运作的仿生波动鳍水下航行器提供了理论基础。

    Abstract:

    Based on the dynamic mesh technology, this paper uses the commercial software STAR-CCM + to simulate the propulsion performance of a bionic undulating fin under the influence of the sidewall surface. Through the thrust coefficient and lift coefficient, the propulsion performance of undulating fins with different wave frequencies and wavelengths at different side wall distances is analyzed. It is found that the influence of the side wall on the propulsion performance of a bionic undulating fin may be positive or negative. At the same time, the vorticity field structure under different motion parameters and wall distances are analyzed, and the mechanism of the influence of the side wall on the propulsion performance of undulating fin is explained from the perspective of vorticity field, which provides a theoretical basis for the design of bionic undulating fin underwater vehicle that can operate efficiently in special environment.

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  • 收稿日期:2024-10-21
  • 最后修改日期:2024-11-04
  • 录用日期:2024-11-04
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