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垂向双蝠鲼变攻角滑翔水动力性能研究

高鹏骋 刘冠杉 黄桥高 潘光 马云龙

高鹏骋, 刘冠杉, 黄桥高, 潘光, 马云龙. 垂向双蝠鲼变攻角滑翔水动力性能研究[J]. 力学学报.
引用本文: 高鹏骋, 刘冠杉, 黄桥高, 潘光, 马云龙. 垂向双蝠鲼变攻角滑翔水动力性能研究[J]. 力学学报.
Investigation on the hydrodynamic performance of a vertical double manta ray gliding with variable attack angles[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics.
Citation: Investigation on the hydrodynamic performance of a vertical double manta ray gliding with variable attack angles[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics.

垂向双蝠鲼变攻角滑翔水动力性能研究

基金项目: 国家级-国家自然科学基金(51879220)

Investigation on the hydrodynamic performance of a vertical double manta ray gliding with variable attack angles

  • 摘要: 为了探究垂向间距和攻角对双蝠鲼在沿垂向分布集群滑翔时的水动力性能影响,本文根据蝠鲼的实际外形建立了蝠鲼模型,设置了四种间距排布即0.25,0.5,0.75,1倍体厚排布以及九种攻角状态即-8°-8°,随后借助Fluent软件进行了双蝠鲼变攻角、变垂向间距的集群滑翔数值模拟,结合流场压力云图对集群系统平均升/阻力以及集群中各单体的升/阻力进行了分析。数值计算结果表明:双蝠鲼沿垂向分布在攻角范围为-8°-8°进行集群滑翔时系统平均阻力均高于单体滑翔时所受阻力。单体在集群滑翔过程中获得减阻收益,当双蝠鲼以负攻角集群滑翔时,下方蝠鲼阻力减小,且垂向间距越小,减阻效果越明显;当以正攻角集群滑翔时,上方蝠鲼获得减阻收益。当双蝠鲼以负攻角滑翔时,系统平均升力大于单体滑翔时所受升力;当双蝠鲼以负攻角滑翔时,系统平均升力小于单体滑翔时所受升力,系统平均升力几乎不受垂向间距影响。下方蝠鲼升力始终大于上方蝠鲼升力,但随着垂向间距的增大,升力差距逐渐减小。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-01
  • 网络出版日期:  2022-09-19

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