丛文超 王志东 李力军

江苏科技大学船舶与建筑工程学院张家港校区，江苏张家港 215600

波状摆动式鱼类的推进性能研究

丛文超 王志东 李力军

江苏科技大学船舶与建筑工程学院张家港校区，江苏张家港 215600

以开发适用于小型潜器的仿生操纵与推进系统为研究背景，利用计算流体动力学软件Fluent对波状摆动式鱼类进行了数值模拟，建立波状摆动式鱼类的数值计算模型，研究不同变形参数对鱼类推进性能以及尾涡流场结构的影响。结果表明，随着波长的增加，鱼类能够获得更好的推进性能。通过对比不同频率下鱼类推进性能以及流场结构，探讨不同滑移率及斯特劳哈尔数对推进性能影响。

鱼类；波长；斯特劳哈尔数；水动力性能；流场结构

1 引言

水生动物经过几亿年的漫长进化发展出各具特色的水下游动能力，既可以在持久游速下保持低能耗，也可以在爆发游速下产生快速机动响应，是当前普遍采用螺旋桨推进的水面或水下航行器所无法比拟的。水生动物的运动方式可以分为纤毛推进、射流反冲推进、波状摆动推进。其中波状摆动推进是各类水生动物最广泛采用的一种游动方式，所谓波状摆动推进是指其身体作横向扭曲往复摆动，以横向行进波的形式沿身体传播。按鱼体及其背鳍、腹鳍和尾鳍的波状游动特点，可以将鱼类波状摆动推进方式划分为多种运动模式。但如果只顾及鱼体的运动，按照 Lightill［1］的提法可划分为鳗鲡模式、鲹科模式及月牙尾推进模式。……