魚類游動的N—S方程數值模擬與推進機理探索.pdf

1、魚類游動本身是個很復雜的流體力學問題，蘊含著深刻的流體力學機制，對其進行深入了解，會對水下航行器及飛行器的設計有很大的啟發(fā)，并能有助于一些實際工程問題的解決，如研究如何改善水下航行器的推進效率及如何利用擺動翼減少飛機的阻力等等。本文數值模擬了修科模式魚類游動時魚體周圍的二維及三維非定常流場，并以此對魚類波狀擺動游動的推進機理，即渦控制方式進行了研究。 本文建立了以修科模式魚類游動為樣本的簡化二維及三維魚體運動模型。由于魚類游動從

2、流體力學角度考慮為一個非定常粘性流動問題，故本文以N-S方程為主控方程，利用無限插值網格方法生成魚體運動各狀態(tài)的結構網格，結合格心有限體積空間離散格式，B-L湍流模型和雙時間的時間推進方法，開發(fā)了非定常流場的二維及三維求解程序；其中子迭代的時間推進采用了五步Runge-Kutta方法，并應用了當地時間步長、隱式殘值光順等加速收斂措施。并對二維求解程序進行了算例驗證。 通過計算得出了魚類游動時各狀態(tài)的流場信息以及總體受力情況。結合