柔性长鳍扭波推进涡系空间结构特征与演化规律研究

项目名称： 柔性长鳍扭波推进涡系空间结构特征与演化规律研究

项目编号： No.51379193

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 水利工程

项目作者： 张军

作者单位： 中国船舶科学研究中心

项目金额： 80万元

中文摘要： "尼罗河魔鬼"刀鱼可在鱼体保持刚性下依靠长鳍的扭波实现高效推进与灵活机动,由此衍生的仿生推进技术在水下航行器中具有重要的应用前景。 柔性长鳍扭波推进中的流固耦合作用是复杂多学科交叉问题，无论是数值计算，还是试验测试都还没有给出清晰的涡系空间结构模型。目前，柔性长鳍扭波推进的机理尚不够清晰，相关研究尚处于探索阶段。因此，开展其涡系空间结构特征及其演化规律研究，揭示其水动力学机理，具有重要的学术意义。 本项目针对柔性长鳍扭波推进问题, 拟应用锁相DPIV 技术开展非定常流场精细结构测量、采用高频立体摄像测量柔性鳍面动态变形、同时测量推力等非定常力，突破计及流固耦合作用的CFD技术,深入分析涡系空间结构特征及时空演化，剖析涡系空间结构与鳍面压力分布、非定常力之间的关系，从微观角度与宏观角度相结合的途径，深刻揭示柔性长鳍扭波推进的水动力学机理与规律，为该仿生推进技术的发展与应用奠定水动力学基础。

中文关键词： 长鳍扭波推进；仿生推进；涡结构；大涡模拟；PIV

英文摘要： In comparison against BCF(body／caudal fin) modes，as one of MPF modes(median／paired fin modes),the torsional wave propulsion by flexible long fin offers several advantages including good propulsive efficiency, great maneuverability, and low underwater acou

英文关键词： torsional wave propulsion；bionic propulsion；vortex structure；large eddy simulation；PIV