项目名称: 仿生多鳍协同波动推进机理及实验研究

项目编号: No.61273347

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 王光明

作者单位: 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额: 65万元

中文摘要: 金边黄鳞鲀,俗称"炮弹鱼",属于典型的鳞鲀科鱼类,游动主要依靠柔性背鳍和臀鳍协同波动推进。该推进方式集较高的推进效率、优良的机动性、较强的稳定性于一体,不仅适用于远洋航行,还具有低速下灵活机动、抗扰动能力强的特点,可适应于近海等复杂环境。紧贴海洋开发与权益维护的迫切需求,本项目针对精确机动高效推进型水下航行器的技术需求,采用仿生手段,从仿生结构、推进方式、运动特征、双鳍协同策略等方面来揭示金边黄鳞鲀高机动、低扰动、高效推进的运动特征和背臀鳍协同波动推进机理,并开展相应的实验研究。主要研究内容包括:仿生对象生理学和运动学实验观测与建模,鱼类双鳍协同波动推进机理分析,以及仿生多鳍协同波动推进控制策略及实证研究。本项目的研究结论对解决水下航行器低速下精确机动高效推进等关键问题具有重要作用,为未来水下航行器机动性、稳定性、自治性、隐蔽性以及环境相容性等性能提升提供理论指导和技术支撑。

中文关键词: 仿生推进;协同波动;流场感知与估计;仿生鳍条;设计

英文摘要: Xanthichthys auromarginatus, a typtical representive of Balistidae fish, use the cooperative undulation of dorsal-and-anal fins as as their routine propulsive mode. This swimming mode has better performance in terms of higher effeciency, greater maneuverability and better low-speed stability. Inspiringly, the Balistidae's bilogical dual-fin mode adapts to not only cruising swimming in calm waters, but also slow swimming, turning manoeuvres and rapid acceleration from stationary in complex surroundings such as turbulent waters and seashore areas. Ocean exploiting and safeguarding the state's marine rights and interests need the next generation autonomous underwater vehicles (AUVs) with the capabilities of precise maneuvering and high performance propulsion. Bionic inspirations from Balistidae fish can help to complement disadvantages of the tranditional underwater vehicles. Bionic morphology, swimming modes, locomotion characteristic and dorsal-and-anal cooperative undulation of Xanthichthys auromarginatus are investigated by theoretical and experimetnal approaches. This project would focus on the biological multi-fin cooperative undulations to uncover their mysteries of the kinematic characteristic and the propusive mechanisms. To be exact, our research mainly covers biological obsearvation and modeling on phys

英文关键词: Bio-inspired fish undulating locomotion;Cooperative undualtions;Flow sensing and estimation;Bionic Fin;Design

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