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仿生鱿鱼肉鳍扑动推进机理数值研究 总被引：1，自引：1，他引：0
在仿生机器鱿鱼的设计制作中,通过肉鳍摆动辅助腕的收缩以及喷水推进的组合,使得鱿鱼可以以多种运动形式进行游泳。为研究鱿鱼肉鳍的扑动推进机理,采用计算流体力学(CFD)方法对生物鱿鱼外形进行等比例数值建模,计算分析鱿鱼肉鳍在不同扑动角度下的水动力特性。在此基础上,通过改变肉鳍占体比例、肉鳍形状等参数,研究不同参数对鱿鱼肉鳍扑动推进性能的影响。结果显示:鱿鱼肉鳍扑动过程中肉鳍上下表面出现明显涡流区与压力差,鱿鱼在该压力差的作用下完成升沉运动与水平运动;当鱿鱼肉鳍占体比例超过0.3时,升沉力与水平推进力均随肉鳍占体比例的增加呈明显上升趋势,而阻力变化趋于稳定,适当增加肉鳍的占体比例可获得更高的扑动推进效率;横菱形肉鳍具有较高的推进效率与较低的游动阻力,在仿生鱿鱼设计中是一种较为理想的选择。研究结果为仿生机器鱿鱼的设计制作提供了计算方法和理论参考。 相似文献
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采用多体建模的方法简洁地表达了该多体系统方程。运用拉格朗日方程和多体动力学建立了挖坑机动臂、斗杆及钻头的刚性运动微分方程。通过对运动微分方程的推导与求解,对动臂、斗杆及钻头的角速度和角加速度进行了分析。以6T小型挖坑机执行机构为研究对象,在三维建模软件Pro/E中建立了挖坑机几何模型,并导入动力学仿真软件ADAMS,进行了动力学仿真。采用角速度传感器测出了挖坑机空载状态下动臂与斗杆的角速度,仿真结果与试验误差在5%内,验证了模型的准确性。证明了采用多体动力学方法建立的挖坑机的运动方程可以描述挖坑机的各项动力学特性,提供了一种逆方式仿真验证模型的方法,可广泛应用于挖掘机执行机构。 相似文献
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周天培 《东北农业大学学报》1979,(2)
本文从能量转化观点阐述了明渠非均匀流产生的原因和过程,以及从能量观点分析明渠非均流水面曲线的方法和步驟。一、明渠水流运动与各种物体的机械运动相类似,取决于外力一包括动力和阻力两个对立面一相互作用的结果。在明渠水流中,一般情况下其动力为重力。重力与阻力的对立消长引起水质点的机械能(以其比能为特征)的变化,从而导致水流运动状态的变化。 相似文献
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针对用平面二维泥沙模型求解不规则区域泥沙运动规律时常遇到的边界复杂问题,引入了贴体坐标的基本原理,推导并离散了贴体网格的生成方程,将泥沙运动方程及边界条件从物理区域向计算区域进行了一一对应转换,最后给出了平面二维泥沙运动方程在贴体坐标下的变换形式。 相似文献
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在拖拽系统水动力理论研究的基础上,根据集中质量法建立曳纲的三维动力学数学模型,将曳纲在空间上离散为一系列节点,同时忽略曳纲的扭转、抖动等,计入张力、重力、浮力和流体阻力的作用,建立曳纲的动态运动数学模型,并通过四阶龙格库塔方法积分求解,得到曳纲的位置和速度信息,最后利用三维图形引擎OSG(Open Scene Graph)实现拖曳系统的三维可视化。数值计算结果与相关试验数据比较表明,曳纲模型的求解方法是可靠的,同时又保证了仿真的实时性。 相似文献
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【目的】针对目前常用的复杂边界大尺度流场模拟方法(构建基于正交曲线坐标变换和交错网格的数学模型)的不足,构建具有更强适应性及更高效率的数学模型。【方法】以沿水深平均的平面二维水流运动数学模型为基本讨论模型,在复杂边界大尺度流场模拟中引入同位网格,给出了一般曲线坐标系下平面二维水流运动控制方程的通用转换形式及基于同位网格的通用离散方程,研究了一般曲线坐标系下基于同位网格SIMPLE算法的实施办法。【结果】构建了一般曲线坐标系下基于同位网格布置计算变量的数学模型,并将其运用到新疆博斯腾湖流场模拟的计算实例中,结果显示,计算成果合理可靠,与实际情况相符。【结论】在具有复杂边界大尺度流场模拟中成功实施了同位网格,其算法可以用于解决天然河流、湖泊、水库及河口海岸等的流场模拟问题。 相似文献
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根据纤维分离过程中磨片间纤维的受力状态,建立了热磨平面内纤维受力的力学模型,讨论了模型中各项作用力对纤维运动状态的影响。研究表明:在蒸汽平衡点以内的区域,纤维做匀变速运动;在蒸汽平衡点以外的区域,纤维做变加速运动;影响纤维运动状态的主要因素是动、定盘磨齿对纤维的作用力Fr和Fs;摩擦阻力Ff、蒸汽压力S与离心力Fc,主要影响纤维在Y轴的运动状态,其中S与Fc在蒸汽平衡点以外是促使纤维加速外流的主要因素;周向齿对纤维的运动有阶段性阻力,对其运动状态有一定程度的影响。 相似文献
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为了提高网片水动力系数的计算精度,本文通过动水槽实验对5种网片的水动力学性能进行测试。测试的参数包括水流对网片的冲角、流速、网片的水平缩结系数ET等,网片的水动力学升力系数CL、阻力系数Cd、升阻系数比K等。结果表明:(1)当雷诺数Re小于1 500,冲角小于45°时,阻力系数呈现先增后减的趋势;而冲角大于45°时,阻力系数呈减小的趋势。雷诺数Re大于2 800时,阻力系数基本趋于稳定。(2)升阻系数比K最大值出现在20°附近;在30°~90°之间,K值呈减小趋势;(3)升阻力系数随d/a的增大先增大后减小;(4)升阻力系数随线面积系数的增大而减小;(5)通过多元非线性拟合得出升阻力系数的经验公式,拟合度较好。本实验经验公式为拖网阻力的计算提供了依据。 相似文献
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Baker RM 《Science (New York, N.Y.)》1968,162(3859):1273-1275
For a hydrofoil sailboat there is a unique optimum lift-off speed. Before this speed is reached, if there are no parasitic vertical hydrofoil appendages, the submerged or partially submerged hydrofoils increase drag and degrade performance. As soon as this speed is reached and the hydrofoils are fully and promptly deployed, the performance of a hydrofoil-borne craft is significantly improved. At speeds exceeding optimum lift-off speed, partially submerged hydrofoils impair performance if there is no significant effect of loading on the hydrofoil lift-to-drag ratio. 相似文献
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林木采伐机工作臂的工作轨迹 总被引：2，自引：2，他引：0
分析了林木采伐机工作臂的结构组成.在Solidworks环境下建立工作臂三维模型,绘制液压控制系统原理图;通过动臂动作优先规划对工作臂三维运动进行仿真,确定工作油缸行程范围及工作臂运动轨迹,并准确反映工作臂实际运动情况. 相似文献
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为了缩短体育运动中人体运动技能分析过程人体模型构建周期和提高构建精度。采用激光扫描
技术,对自由式滑雪运动员在助滑阶段的几个主要动作进行数据采集,以“实物-设计意图-三维重构-再
设计”框架为流程,建立自由式滑雪运动员三维人体模型。研究发现在采用激光扫描技术得到表面的几何
数据基础上,人体模型的构建还要经过数据拼合、简化、三角化、去噪等预处理,再进行测量数据分块、
曲面拟合,最终进行模型重构。探讨了运动生物力学研究领域人体模型构建的新方法,提高人体模型构建
效率,为体育科学人体运动研究提供基础模型。 相似文献
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随着航运的快速发展，港口、内河中船舶密度逐步增加，船舶航行间距的减小使得船舶之间的水动力干扰越来越明显，严重影响了船舶的安全航行。本文基于现代粘性流动网格技术，针对由于水动力干扰引起的船舶六自由度运动，数值模拟了两船相向运动工况下的流场变化情况。文章的结论对于当操纵船舶遇到会遇情况时，对船舶驾驶人员起到一定的指导作用。 相似文献
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通过环境动力数据采集技术、溢油预测检验技术及应急决策三维技术实现一整套溢油应急决策系统.该系统通过ZigBee网络技术,将多功能航标船上的环境数据采集单元的实时数据传输至VTS服务器.服务器运行有环境动力预报模型、溢油模型、环境动力数据验证模型和虚拟现实仿真模型.该系统将实时环境动力数据引入验证模型,将会极大提高海事管理人员的决策准确性及应急能力. 相似文献
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灯光罩网是近年在南海迅速发展的一种新型渔具,沉降性能及网具作业时所具有的形状是影响灯光罩
网渔获效率的重要因素,总结了下纲载荷网衣材料缩结系数及海流各因素对渔具沉降性能的影响,目脚水动力特
性与水动力系数研究和网渔具运动数学模型的建立方法分析了延绳钓网片及围网近年在数值模拟方面的研究方
法与成果针对灯光罩网特点提出利用弗里德曼CN90 公式和松田皎建立的C0公式,以及田内公式中任意冲角平面网
片阻力系数,借助曲面积分的方法建立灯光罩网阻力计算公式。数值模拟中为了获得更大的求解时间步长建议尝试
网格矩阵及分散算法进行各质量点模型求解。 相似文献
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网线直径和模拟渔获物对拖网网囊水阻力及形态影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为探究网线直径和渔获物对拖网网囊水阻力及形态的影响,本研究利用上海海洋大学循环动水槽对3顶不同网线直径（1.11 mm、0.96 mm、0.54 mm）的网囊结构在5种流速（0.5 m/s、0.6 m/s、0.7 m/s、0.8 m/s、0.9 m/s）和2种渔获状态（空网、存在渔获物）下进行试验,比较分析各条件下网囊形态、水阻力和横向缩结系数的变化。结果表明：1）空网条件下,网囊阻力系数随网线直径的增大而增大;随雷诺数的增加,阻力系数呈减小的趋势。2）网囊水阻力与流速、网线直径和渔获量呈正相关关系。3）存在模拟渔获物网囊随着网线直径的增大,中部宽度增大;随着流速的增加,网囊长度的增加较空网网囊更为明显;空网网囊整体形态较饱满。4）空网网囊横向缩结系数先减小后趋于平缓,而存在模拟渔获物网囊横向缩结系数先减小后增至最大。本研究结果可为改善拖网网囊水动力性能,提高渔具的作业特性及选择性提供科学基础依据。 相似文献
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为了在渔船模拟器中进行中层拖网的动态仿真,首先利用等效网面方法对中层拖网进行简化,然后根据集中质量法建立了中层拖网的水动力模型,并开发了中层拖网的三维可视化程序。利用三次B样条插值曲线绘制中层拖网,并采用纹理映射技术提高中层拖网三维可视化的效果。对一中层拖网进行了仿真研究,结果表明：仿真结果同其水槽试验结果相近,最大误差在20％以内,验证了该模型的合理性。最后,文中还给出了中层拖网的三维可视化效果图。 相似文献
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为研究浅滩植被对复式河道水动力特性的影响,了解植被作用下滩槽间水流动量交换的影响机制,利用Fluent流体力学仿真软件,选取标准的k-ε湍流模型封闭雷诺方程,对浅滩植被作用下的复式明渠内的流体运动特征进行精细化模拟,分析了不同淹没高度、不同流量条件下滩地植被对复式断面明渠的水流速度、湍流动能及断面二次流变化的影响。结果表明:受植被的影响,植物区计算主流速度的垂向分布不再呈对数分布,而呈现准S型的分布;相对无植被的工况,植物区内主流流速减小,随着滩地植被高度的增加,植物带的内部与上部区域主流速度减小,而主槽内主流流速相应增大,说明植物的存在对滩地区域的水流产生明显的阻碍作用,使断面主流向河道主槽内转移,植物的存在也对横向速度产生较强的扰动,能够促使断面二次流的形成;植物顶端附近的湍流动能变化较大,随着浅滩植被高度的增加,植被和水流交界处的湍流动能最大值也发生相应的变化,说明在植被顶端存在较大的动能交换;随着入流流量的增加,断面主流速度呈增大趋势,各测点湍流动能沿水深方向的幅值也相应增大。研究表明,Fluent流体力学仿真软件能够较好地精细化模拟滩地植被对复式河道水动力特性的影响,其计算结果可为河流防洪工程、河道浅滩整治及生态护岸等工程的实施提供科学依据。 相似文献