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文檔簡介
1、隨著探索海洋、利用海洋資源的呼聲越來越高,水動力學(xué)性能更加優(yōu)秀的水下推進(jìn)器的研究熱潮也隨之而來。仿魚機(jī)器人因為其仿生對象所具有的優(yōu)越性能,更是成為當(dāng)前研究的熱點。然而,目前國內(nèi)外學(xué)者對于仿魚機(jī)器人機(jī)動性方面的研究較少,導(dǎo)致其難以適用于較復(fù)雜空間和工況的水下作業(yè)。針對這個問題,本文以具有良好機(jī)動性的鰩魚為仿生原型,對仿鰩魚水下推進(jìn)器自主游動時的水動力學(xué)性能進(jìn)行了仿真研究。
根據(jù)鰩魚的生物學(xué)特征,本文建立了仿鰩魚水下推進(jìn)器的物理模
2、型,再結(jié)合國內(nèi)外已有研究成果提出了它的運動學(xué)模型,并通過 MATLAB軟件仿真胸鰭的運動,證明了運動學(xué)模型的正確性。接下來本文以剛體動力學(xué)理論為基礎(chǔ),提出了仿鰩魚水下推進(jìn)器的動力學(xué)方程,并針對該方程中的相關(guān)參數(shù)提出了相應(yīng)的算法,獲得了完整的動力學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,本文利用FLUENT軟件編程仿真實現(xiàn)了推進(jìn)器在流場中的穩(wěn)定自主游動,初步分析了其在時間域中的水動力學(xué)性能,并與已有研究成果對比,證明了模型的正確性和仿真的可靠性。
以
3、此為基礎(chǔ),本文對鰩魚的三種基本運動參數(shù)——胸鰭波動頻率、波數(shù)、振幅進(jìn)行了分析,并結(jié)合本文提出的振幅控制因子的概念,利用控制變量法分別對它們進(jìn)行了研究,分析了不同參數(shù)條件下鰩魚的水動力學(xué)性能,初步獲得了仿鰩魚水下推進(jìn)器的運動參數(shù)選擇規(guī)律。同時,通過對鰩魚穩(wěn)定自主游動時魚體表面和附近流場的壓力分布的研究,初步分析了鰩魚的運動機(jī)理。
在此基礎(chǔ)上,本文對鰩魚的胸鰭波動頻率進(jìn)行了深入研究。根據(jù)本文給出的控制算法,在一個波動周期內(nèi),為鰩魚
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