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鱼类波动推进的直接数值模拟

邵雪明  林建忠  余钊圣  
【摘要】:正 已有研究表明,绝大部分鱼类是通过身体和尾巴(尾鳍)的波状运动来获得推力的。对于波动推进机理,主要理论分析工作有:Lighthill(1960)提出的细长体理论,Wu(1961及1971)提出的两维波动板理论,Cheng等人(1991)发展的三维波动板理论。在数值计算方面,Wolfong等人(1999)和Zhu等人(2002)用势流边界元方法模拟了三维纺锤形鱼体的游动。Lewin等人(2003)用差分方法模拟了两维情况下一翼形物作在黏性流体中上下振动产生的涡结构和推力。董根金等人(2004)对波状摆动平板的绕流场进行了数值模拟,分析了不同波状摆动参数对流场、能耗等的影响。基于非定常不可压Navier-Stokes方程直接数值模拟鱼类游动是这个领域最新的研究手段。通过直接数值模拟,可生动地显示鱼游的各种细节,这是深入定量研究鱼推进机理的基础。

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