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鱼类自主游动水动力学特性的数值模拟

王亮 陈宗芳 付强 苗仁德 王明

王亮 陈宗芳 付强 苗仁德 王明. 鱼类自主游动水动力学特性的数值模拟[J]. 力学学报, 2012, 44(1): 179-183. doi: 10.6052/0459-1879-2012-1-lxxb2010-697
引用本文: 王亮 陈宗芳 付强 苗仁德 王明. 鱼类自主游动水动力学特性的数值模拟[J]. 力学学报, 2012, 44(1): 179-183. doi: 10.6052/0459-1879-2012-1-lxxb2010-697
Liang Wang Zongfang Chen Qiang Fu Rende Miao Ming Wang. Numerical simulation of the hydrodynamics of self-propelled fish swimming[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2012, 44(1): 179-183. doi: 10.6052/0459-1879-2012-1-lxxb2010-697
Citation: Liang Wang Zongfang Chen Qiang Fu Rende Miao Ming Wang. Numerical simulation of the hydrodynamics of self-propelled fish swimming[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2012, 44(1): 179-183. doi: 10.6052/0459-1879-2012-1-lxxb2010-697

鱼类自主游动水动力学特性的数值模拟

doi: 10.6052/0459-1879-2012-1-lxxb2010-697
详细信息
  • 中图分类号: O357.1

Numerical simulation of the hydrodynamics of self-propelled fish swimming

  • 摘要: 通过对推力和阻力进行重新定义, 从根本上解决了鱼游研究中推力和阻力无法区分的难题.在此基础上, 利用自适应网格下的ghost-cell浸没边界方法, 模拟了鱼类以鲹科模式在黏性流体(309 \le Re \le 14\,581)和无黏流体 (相当于雷诺数无穷大情形)中的二维自主游动.结果表明: (1) Strouhal数随雷诺数增大而减小,当雷诺数趋向于无穷时, Strouhal数趋向于0.25; (2)在所有雷诺数情况下, 推力主要来源于压力分量; 当Re<3000时, 阻力的压力分量小于黏性力分量, 而当Re>3000, 二者的关系就会反过来; (3)推进效率随着雷诺数的增大而增大,当雷诺数趋向于无穷大时, 推进效率最高可以达到70%, 说明鲹科模式适用于较高雷诺数下的游动.

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-22
  • 修回日期:  2011-06-24
  • 刊出日期:  2012-01-18

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