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蝠鲼交错排布集群游动水动力性能
1
作者
高鹏骋
田徐顺
+2 位作者
黄桥高
潘光
褚勇
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第13期201-209,共9页
为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流...
为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流向间距0—1.5倍体长(BL)下的双蝠鲼集群游动过程,并结合全局三维涡结构和特征截面二维涡结构对集群系统以及集群中各单体的平均推力/效率进行分析.数值结果表明:当单体间流向间距较小时,相比于单独游动,推进性能急剧下降;随着流向间距增加,领航蝠鲼推进性能基本同单体游动保持一致;但当Dx=0.4BL时由于领航蝠鲼尾涡恰好越过跟随蝠鲼前缘直接作用在跟随蝠鲼初始脱落鳍尖涡处,大幅提升其旋涡能量,因此此时系统平均推力和效率提升均最大,分别为29.69%和6.77%.
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关键词
蝠鲼
集群游动
交错排布
水动力特性
涡结构
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职称材料
鱼集群游动的节能机理研究综述
被引量：
7
2
作者
张天栋
王睿
+2 位作者
程龙
王宇
王硕
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期475-488,共14页
集群是鱼类生物中一种常见的现象,特定编队的集群运动可以显著提高鱼群的游动效率.鱼集群游动节能机理的研究为机器人集群编队设计和控制提供启发与帮助,得到了研究人员的广泛关注.本文介绍了鱼集群游动节能机理研究的主要方法及最新的...
集群是鱼类生物中一种常见的现象,特定编队的集群运动可以显著提高鱼群的游动效率.鱼集群游动节能机理的研究为机器人集群编队设计和控制提供启发与帮助,得到了研究人员的广泛关注.本文介绍了鱼集群游动节能机理研究的主要方法及最新的研究成果,将研究方法分为鱼群观察分析法、计算流体力学仿真法和实验装置研究法,并基于此对近些年的研究成果进行了综述和分析,最后列举了鱼集群游动节能机理研究的主要问题与未来发展方向.
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关键词
鱼
群
集群游动
节能机理
编队
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职称材料
题名
蝠鲼交错排布集群游动水动力性能
1
作者
高鹏骋
田徐顺
黄桥高
潘光
褚勇
机构
西北工业大学航海学院
西北工业大学宁波研究院
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第13期201-209,共9页
基金
国家自然科学基金(批准号:52201381,52371338)
国家重点研发计划(批准号:2022YFC2805200)资助的课题。
文摘
为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流向间距0—1.5倍体长(BL)下的双蝠鲼集群游动过程,并结合全局三维涡结构和特征截面二维涡结构对集群系统以及集群中各单体的平均推力/效率进行分析.数值结果表明:当单体间流向间距较小时,相比于单独游动,推进性能急剧下降;随着流向间距增加,领航蝠鲼推进性能基本同单体游动保持一致;但当Dx=0.4BL时由于领航蝠鲼尾涡恰好越过跟随蝠鲼前缘直接作用在跟随蝠鲼初始脱落鳍尖涡处,大幅提升其旋涡能量,因此此时系统平均推力和效率提升均最大,分别为29.69%和6.77%.
关键词
蝠鲼
集群游动
交错排布
水动力特性
涡结构
Keywords
manta rays
group swimming
staggered arrangement
hydrodynamic performance
vortex structure
分类号
U661 [交通运输工程—船舶及航道工程]
TJ6 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
鱼集群游动的节能机理研究综述
被引量：
7
2
作者
张天栋
王睿
程龙
王宇
王硕
机构
中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室
中国科学院大学人工智能学院
中国科学院脑智卓越中心
出处
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期475-488,共14页
基金
国家自然科学基金(U1713222,62073316,U1806204,U1913209,62025307)
北京市自然科学基金(JQ19020,L182060)
中国科学院青年创新促进会基金(2020137)资助。
文摘
集群是鱼类生物中一种常见的现象,特定编队的集群运动可以显著提高鱼群的游动效率.鱼集群游动节能机理的研究为机器人集群编队设计和控制提供启发与帮助,得到了研究人员的广泛关注.本文介绍了鱼集群游动节能机理研究的主要方法及最新的研究成果,将研究方法分为鱼群观察分析法、计算流体力学仿真法和实验装置研究法,并基于此对近些年的研究成果进行了综述和分析,最后列举了鱼集群游动节能机理研究的主要问题与未来发展方向.
关键词
鱼
群
集群游动
节能机理
编队
Keywords
Fish schooling
cluster swimming
energy-saving mechanism
formation
分类号
Q811 [生物学—生物工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
蝠鲼交错排布集群游动水动力性能
高鹏骋
田徐顺
黄桥高
潘光
褚勇
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
鱼集群游动的节能机理研究综述
张天栋
王睿
程龙
王宇
王硕
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
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职称材料
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参考文献
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