李永成，陈纪军，闫 朋

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

0 引 言

自然界中的鱼类经过长时间的进化之后已具备非凡的运动能力，其运动方式主要分为鳗鲡模式、鲹蝌模式和月牙尾推进模式等3种。在鲹蝌模式和月牙尾推进模式中，鱼类仅部分身体参与摆动，其余部位保持刚性，典型代表有鲸鱼等。这2种运动方式可抽象为拍动运动，通常用耦合的升沉运动和俯仰振荡运动代替。在鳗鲡模式中，鱼类全身作横向摆动，以行波方式向前运动，典型代表有鳗鱼等。这种运动方式可抽象为鱼形体波动运动，在理论分析或数值计算中，通常用平板或对称翼型代替鱼身，沿身长方向的各点作横向振动。对于横向振动的具体运动形式，一种较为常用的描述方式是平板或对称翼沿身长方向作行波运动，身长方向上各点的横向位移可通过正弦函数或余弦函数表示。

国内外已有很多学者对鱼形体波动推进进行研究。

1) 在理论研究方面：LIGHTHILL提出了细长体理论，用以求解波动鱼形体的受力问题；WU提出了三维波动板理论，成功地解决了无黏流场中三维波动鱼形体的数值计算问题；CHENG等提出了半解析半数值的涡格法，该方法已成功应用于三维波动鱼形体流场模拟中。

2) 在试验研究方面：BARRETT等通过研制仿生波动机器鱼，证实了与相同尺寸的刚性鱼相比，波动机器鱼达到相同航行姿态耗费的能量更少；LAUDER应用DPIV（Digital Particle Image Velocimetry）研究了波动鱼形体长鳍的漩涡尾迹与尾鳍的漩涡尾迹的相互影响，结果表明，长鳍与尾鳍相互作用的水动力学效应可使鱼形体的推进力得到增强；……