共查询到17条相似文献，搜索用时 218 毫秒
1.
随着人工智能与科技手段的逐步发展与提升,鱼类形态特征的研究与鱼类游动减阻机制对于仿生机器鱼设计与复杂游动行为至关重要。本文以茎柔鱼为研究对象,通过对茎柔鱼样本进行视觉图像采集,利用计算机视觉技术提取生物样本形态特征,根据生物特征长度建立生物形态外轮廓方程与三维简化模型,采用数值模拟与四面体非结构网格的方法,计算分析仿生鱿鱼在高速游动过程中的流场特性。分析表明：基于轮廓方程的仿生鱿鱼简化模型在高速游动时具有较低的游行阻力,速度达13.89m/s且俯仰角度在±30°内,其阻力系数在0.0004~0.0011之间,揭示了生物游动时其形态在减阻机制中的重要性;鱿鱼在高速游动时该种姿态为其完成俯仰、转向等奠定了流体形态基础。因此基于生物形态的外轮廓特征与计算流体力学方法为仿生鱿鱼进一步的设计与研究提供了参考依据。 相似文献
2.
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
3.
鱼类以其高效灵活的游泳能力成为生物学家与仿生学研究者长期以来的重要研究对象。本文选取以尾鳍推进游泳方式的鱼类为研究对象,构建仿生鱼几何模型与运动控制模型,利用计算流体力学方法（CFD）结合动网格技术,对其游泳行为进行数值模拟,研究分析其尾鳍摆动的推进机理,并在此基础上通过改变尾拍频率、摆动幅值、鱼体体波波长及鱼体体型等参数,结合鱼类的突进运动、游泳方式及体型进化等生物学特性探究不同参数对鱼类游泳能力的影响规律。研究结果表明：鱼类尾鳍摆动时尾部流场中形成的反卡门涡街是推进力的主要成因;尾拍频率和摆动幅值的增加,可使鱼类在短时间内获得较高的突进速度;当λ=0.75L,a(x)max=0.1,为获得1L/s的游泳速度,尾拍频率需达到2Hz左右;鱼体摆动时体波波长（λ）的改变将引起游泳方式的变化,当λ达到0.75L左右,鱼体可以0.5L/s的速度向前游动,且推进力随体波波长增加逐渐增大;细长体型鱼类相比头大身小体型鱼类游动时产生的压差阻力小,因此在相同的尾鳍推进模式下能够获得更大的推力。本文的研究结果可以为仿生鱼水下航行器的快速性优化设计提供一定的参考。 相似文献
4.
《河北北方学院学报(自然科学版)》2017,(9)
目的针对单点系泊系统,建立合理模型,研究其设计优化问题。方法通过对系泊结构合理简化,利用工程力学相关理论,找出系统构件倾角与所受外力的关系式,建立基于虚位移原理的数学模型,解决系泊系统组件倾角及锚链形状等在不同风速及洋流情况下的设计及优化问题。结果风速为12m·s~(-1)时,浮标的吃水深度为0.740m,浮标游动区域半径为11.579m;风速为24m·s~(-1)时,浮标吃水深度为0.749m,浮标游动区域半径为17.078m;风速为36m·s~(-1)时,浮标吃水深度为0.770m,浮标游动区域半径为18.719m。结论当风速为12m·s~(-1)和24m·s~(-1)时,钢桶的倾斜角度和锚链在锚点与海床的夹角符合标准;海风风速为36m·s~(-1)时,不符合,需要调整重物球的质量使各角度符合标准。 相似文献
5.
对动能弹斜侵彻机场跑道的质心运动轨迹进行了分析,用量纲分析法得到了动能弹侵彻跑道介质时的阻力表达式。应用LS-DYNA有限元仿真软件对动能弹斜侵彻机场跑道多层介质的过程进行了三维数值模拟,研究了侵彻速度和跑道内介质交界面对侵彻过程的影响。结果表明,跑道多层介质界面的存在加速了弹体姿态翻转,侵彻速度越小其现象越明显,同时改变了弹体过载响应。研究成果为机场跑道复合介质侵彻技术的进一步研究奠定了基础,对在动载荷作用下土木工程材料的破坏问题研究亦有参考价值。 相似文献
6.
主要研究了2℃浸泡条件下,不同浓度六偏磷酸钠溶液和不同浸泡时间对秘鲁鱿鱼的质构和生化特性的影响。结果表明,随着浸泡时间的延长,秘鲁鱿鱼的硬度、弹性和凝聚性均呈下降趋势,且以0．9g/L六偏磷酸钠处理组对秘鲁鱿鱼质构的影响最大。不同处理下秘鲁鱿鱼弹性变化不大。六偏磷酸钠浸泡液浓度和浸泡时间的增加使得鱿鱼块总蛋白、肌原纤维蛋白含量及其Ca^2＋-ATPase活性显著降低。经0．9g／L六偏磷酸钠溶液浸泡8h处理后,秘鲁鱿鱼总蛋白损失率为28．71％,肌原纤维蛋白含量降至原材料的80．97％,肌原纤维蛋白Ca^2＋-ATPase活性降为0．217μmolPi／mgprot／min。因此,六偏磷酸钠浸泡液浓度和浸泡时间的增加会影响质构,并加剧蛋白质的流失和变性。 相似文献
7.
振荡水翼式潮流能采集系统一般通过二维水翼水动力学模型建立其关于俯仰与升沉方向两自由度的运动方程。但水翼三维模型与二维模型在诱导阻力计算上有着一定的差别,而诱导阻力又直接影响到系统的能量转化效率,因此有必要对振荡水翼三维的水动力学特性进行研究。本文根据叶素理论,以梯形翼作为三维水翼模型的代表,建立了梯形振荡翼的水动力学模型和运动方程。对该模型采用三维非结构网格和动网格技术进行数值模拟,着重探讨梯形比对其运动状态和能量转化效率的影响。结果表明:采用动网格模拟三维梯形振荡水翼的水动力学特性,得到的水翼运动状态与二维的相同;振荡水翼的诱导阻力会改变其稳定振荡频率和升沉运动幅值,直接影响了系统的能量采集效率;随着梯形比的降低,系统的能量转化效率先上升后降低,在梯形比为0.5时最大。本文的研究成果将有助于完善振荡水翼的结构设计方法。 相似文献
8.
在实验室条件下,对安徽省棉铃疫病菌(PhytophthoraboehmeriaeSawada)的若干生物学特性及其遗传进行了研究。结果表明,采自不同地区的棉铃疫病菌生长速率和对棉苗的致病力间均存在极显著差异,甚至采自同一地区的不同菌株间上述性状亦存在显著差异。同时,XC-6生长速率、对棉苗的致病力、菌落形态及同宗配合遗传和变异特性研究表明,其生长速率和对棉苗的致病力性状在单游动孢子后代和自交后代均不能稳定遗传,但菌落形态和同宗配合特性在单游动孢子后代和自交后代均能稳定遗传,提示上述性状在单游动孢子后代和自交后代的遗传和变异特性可能与菌株长期自交和种内杂交有关。 相似文献
9.
徐华 《农村实用科技信息》2012,(8):53
木材从力学角度上看是一种弹性材料,在结构上呈多孔状,木材的这个特性,可以使其弯曲。但是如果要得到较小的弯曲曲率半径,应在弯曲之前对木材进行软化,增大木材的塑性。木材经软化处理后,在顺纹压力的作用下,细胞壁中微纤维之间产生滑移,导致细胞壁的壁层纵向产生褶皱;木材在弯曲力矩的作用下,弯曲时的受压面形成褶皱,受拉面形成展皱,便可获得较小的弯曲曲率半径。1、木材弯曲的原理木材弯曲时,以中性层为分界形成凹凸两面,在 相似文献
10.
水田作业机械仿生表面减阻机理的离散元研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《沈阳农业大学学报》2017,(1)
水田作业机械的减阻研究具有重要节能意义,但因水田饱和泥土层的离散特性、力学特性等不同于旱作土壤,目前多数的模拟方法都不能直接应用到水田相关的研究中。为了研究水田作业机械仿生表面的减阻机理,并找到适用于水田饱和泥土-机具交互作用相关研究的仿真分析方法,利用离散元软件EDEM建立了水田泥土的离散颗粒模型,构建了水田机械部件表面与水田饱和泥土层相接触的力学模型,对机械触泥部件表面进行了仿鱼鳞微结构表面减阻设计,通过离散元理论,对水田饱和泥土-机具交互作用过程进行了仿真分析,获得了样件所受切向剪切力、泥水颗粒运动轨迹及不同分布规律。运用流体润滑理论和摩擦学理论对水田机械触泥部件仿生微结构表面的减阻机理进行了分析。分析结果表明:在前进速度为0.8m·s~(-1)时(高速插秧机一般前进速度),仿生平面的平均剪切应力为1.59E-05N,光滑平面的平均剪切应力为3.71E-05N,可计算出仿生样件在水田泥土条件下所受的总阻力减少49.84%。对比光滑表面样件,仿生样件具有更好的减阻效果,可以改善润滑条件,形成流体润滑效果;减少接触面积;改变摩擦系数并改变泥水运移方式。本研究可为水田作业机械的减阻研究并水田饱和泥土-机具交互作用的相关研究提供理论借鉴。 相似文献
11.
12.
将鱼体和鱼鳍整体作为研究对象进行流场中受力分析对于研究鱼类本身高游动效率机理和仿生应用具有重要意义。以鲤鱼为研究对象,通过对鱼体的形体模型数学化,将特征数据导入FLUENT三维软件,结合鲤鱼的运动与形体特征进行建模,并将其模型置于来流方向平行于鱼体的流场中进行力学有限元数值计算。计算中物理场采用中心差分插值方法,流动模型采用标准两方程模型,结合具体参数进行了推导计算。通过计算发现X方向上所受阻力贡献度排名前三分别为鱼头部分的45%、鱼主体部分的29%以及鱼胸鳍部分的14%;鱼体部分在Y方向上所受升力贡献度排名前三分别为鱼胸鳍部分的47%、鱼主体部分的29%以及头部的14%;总合力为（-7.88×10-3, 2.00×10-3,-5.87×10-5）N。计算结果表明在设计中考虑升力时应主要着重于鱼的前鳍以及鱼体部分的设计,考虑运行阻力时应着重于鱼头以及鱼体部分的设计。数值计算结果为仿生机器鱼的结构设计提供了一个良好的力学基础,对于提高仿生机器鱼的运动控制水平具有较好的指导价值。 相似文献
13.
在远洋鱿鱼钓作业过程中,海锚起到稳定船身、减少摇摆和稳定作业位置、减少漂移的作用,从而可以有效延长生产作业时间。由于海锚的特殊功能,为此在东海水产研究所静水槽实验室进行海锚模型试验,从海锚的结构出发,通过理论分析和模型试验,对海锚的水动力性能进行初步研究。研究表明：相比之下,圆台面并有横向加强筋的海锚水动力最大,圆台面而无加强筋的海锚次之,圆锥面海锚的水动力最小;相同规格的模型海锚,在其他条件不变情况下,水动力随着出水口周长变大,而逐渐下降;相同规格的模型海锚,在其它条件不变情况下,前伞绳长度增长,海锚水动力呈增加的趋势。本次研究为远洋鱿鱼钓海锚结构改进、装配优化提供了科学依据和理论基础。 相似文献
14.
Direct measurements of sliding between outer doublet microtubules in swimming sperm flagella 总被引：1，自引：0，他引：1
C J Brokaw 《Science (New York, N.Y.)》1989,243(4898):1593-1596
The relative motion of 40-nanometer gold beads bound to the exposed outer doublet microtubules of demembranated sea urchin sperm flagella has been observed and photographed during adenosine triphosphate (ATP)-reactivated swimming. This direct demonstration and measure of sliding displacements between outer doublet microtubules in actively bending flagella verifies the original sliding microtubule model for ciliary bending that was established by electron microscopy of fixed cilia and provides a new, functional measure for the diameter of the flagellar axoneme of 132 +/- 8 nanometers. 相似文献
15.
结合生产的实际需要,沿海浮绳式网箱生产的作用日益突出,因而研究其水动力特性非常重要。根据这一需要,采用预加张力的直交系泊方法,依据目前柔性浮绳式网箱尺寸和渔具模型试验方法设计、制作了一个柔性浮绳式网箱模型（1 m×1 m×1 m）,并进行了水槽试验。试验工况为规则波,周期为0.8～2.0 s（间隔0.2 s）,波高为50～250 mm（间隔40 mm）。在不同波浪周期、波高下,根据测量数据,分析研究作用在浮绳式网箱框架纲上波浪力的特性。试验结果表明：波浪力的变化与波浪特性相似,呈周期性、不对称变化,垂直于波浪方向的2根框架纲的波浪力峰值比与波浪方向平行的2根框架纲的稍小。框架纲上的波浪力不是同步变化的,存在一定相位差,但由于框架纲是柔性绳索制成的,因而能承受由于不同相位波浪力产生的扭矩剪切作用,证明了波浪作用下HDPE网箱常受到破坏而浮绳式网箱安然无恙的事实。最后,就水流和波浪共同作用下的网箱水动力学进行了试验研究,发现波流共同作用下的水动力值并不是单独在纯流和纯波下的水动力的值的简单相加,而存在一修正项。 相似文献
16.
农机产品配置设计的目的是为了提高产品设计效率。介绍了国内外学者对配置设计技术的研究现状,对提出的农机产品配置建模与实例重用技术进行了总结,并指出了现存问题和下一步研究方向。认为仿生配置设计技术已成为目前国内外机具产品设计方法研究的主要趋向,并给出了农机产品的仿生配置设计技术研究框架。 相似文献
17.
近年来我国水产品质量安全问题频发,尤其是鱿鱼产品中的甲醛含量超标问题尤为突出,关系到整个鱿鱼产业乃至全国水产加工产业的生存与发展,亟待解决。而鱿鱼及其加工制品中的甲醛主要来源于自身的物质代谢,因此就鱿鱼及其加工制品中内源性甲醛的主要形成机制即氧化三甲胺酶催化途径和氧化三甲胺高温裂解途径,以及甲醛的控制即甲醛捕获剂、氧化三甲胺酶的抑制剂、加工工艺改进和产品包装等进行了阐述,并针对目前研究的现状提出了鱿鱼制品中内源性甲醛研究的新方向,即货架期内甲醛的形成机制和控制方法。 相似文献