导读:本文包含了仿金枪鱼游动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:仿生水下机器人,计算流体力学,水动力,自主游动
仿金枪鱼游动论文文献综述
刘焕兴[1]（2016）在《仿金枪鱼水下机器人自主游动研究》一文中研究指出鱼类等水生生物拥有的快速、高效和机动灵活游动能力,正是水下航行器不断追求的目标。近年来,仿生水下机器人成为了水下航行器领域的一个重要发展方向,研究认识仿鱼类游动背后的运动和力学机理是其中的关键工作。当前关于仿鱼类游动的研究,一般是基于非自主游动模型和简化的运动变形方程,对机理的探究还不够深入。本文以金枪鱼游动模式为基础,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,研究了仿金枪鱼水下机器人(简称机器鱼)在多种运动方式下的自主游动机理。首先,研究了水翼正弦和非正弦摆动的推进性能。在确定摆角与斯特罗哈尔数、最大攻角的关系后,采用RANS(ReynoldaverageNavierStokes)求解器,单参数化地计算分析了高斯特罗哈尔数时水翼正弦摆动推进性能的下降趋势、流场变化及最大攻角的影响;在此基础上,数值模拟了调整平移运动方程的多种非正弦摆动。结果表明,非正弦摆动能大幅提升水翼高斯特罗哈尔数数时的推进性能,摆动的不同调整形式主要影响了水翼推力的改善效果。其次,通过RANS求解器和对CFD软件进行二次开发编写的流体-运动相互作用程序,耦合求解了流体运动方程和鱼体运动方程,采用弹性光顺、网格重构和网格整体运动技术相结合的方法处理鱼体运动产生的大变形问题;在此基础上建立了机器鱼可以在纵向、横向及艏向自主游动的数值计算模型。然后数值模拟了机器鱼从静止加速到巡游的过程,通过与直航试验对比,验证了自主游动模型的有效性;详细分析了加速-巡游的水动力、流场结构、纵向运动的变化,及横向、艏向运动稳定性。研究表明,平移幅度、摇摆幅度、运动频率对加速-巡游影响很大,合适的摇摆角度配合平移运动可以大幅提升机器鱼的游动速度和推进效率。再次,在自主游动模型基础上,结合摆动-滑行方式的运动变形方程,数值计算了机器鱼双侧摆尾模式和单侧摆尾模式的摆动-滑行过程。结果表明,摆动-滑行游动由于快速摆动变形,摆动阶段的推进效率较低,但通过对滑行时惯性动能和尾流区漩涡能量吸收而提高了能量利用效率;滑行时间大于某临界值时,比常规巡游更节省能量,单侧摆尾模式摆动-滑行的能量利用效率高于双侧摆尾模式;摆动-滑行游动时的水动力不对称变化使横向、艏向运动也呈不对称形式,但一个游动周期内能保持稳定。最后,结合起动和转弯运动的变形方程,数值计算了机器鱼C形起动和转弯的自主机动过程,详细探讨了运动变形参数等对起动和转弯的运动轨迹、转艏角度、运动速度、水动力变化的影响。结果表明,后摆前期纵向力大幅脉动是起动运动加速的主要推力来源,而转弯运动主要依靠前摆开始时快速变形提供主要的转艏力矩;起动和转弯变形完成后,横向、艏向运动并未能达到稳定状态,起动运动的不稳定性更大;起动运动的运动轨迹一般呈勾形,而转弯运动的运动轨迹与转艏角度的关系很大,在约为180°时,转弯的半径最小;合适的运动变形参数下,转弯运动可以在大幅转艏的同时,保持游动速度不下降。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2016-05-12）
刘焕兴,苏玉民,张曦,王硕[2]（2014）在《尾鳍柔性变形对仿金枪机器鱼自主游动的影响》一文中研究指出以自由游动为基础,研究和探讨了尾鳍柔性对仿金枪鱼水下机器人自主加速及巡游运动的影响.首先应用计算流体动力学(CFD)技术建立自主游动的计算模型,然后对不同柔性变形参数下的仿金枪鱼的运动和水动力性能进行模拟和分析.结果表明:当仿金枪鱼自主加速到稳定巡游时,其阻力和推力达到平衡;尾涡对推力有增加作用.弦向柔性变形相位角、变形位置、变形幅度及拱度对自主游动的巡游速度和尾鳍水动力性能有重要影响.使弦长前半部分也发生变形可以提高推进效率;当柔性变形落后横移运动π/2相位或取适当的变形幅度和拱度时,仿金枪鱼自主游动的推进效率取得极大值.(本文来源于《华中科技大学学报(自然科学版)》期刊2014年03期）
苏玉民,刘焕兴,张曦,王硕[3]（2013）在《柔性尾鳍仿金枪鱼水下机器人自主游动研究》一文中研究指出文章数值模拟了柔性尾鳍的仿金枪鱼水下机器人从静止加速到稳定巡游的自主游动过程,分析了其运动过程中的运动和水动力性能特点及变化,并与刚性尾鳍模型进行了比较。同时详细分析了尾鳍的运动参数如频率,摆动幅度,横移振幅对仿金枪鱼自主游动过程的影响。结果表明,仿金枪鱼在启动加速时效率较低,柔性变形可以较大地提高仿金枪鱼的推进效率;尾鳍的运动参数对自主游动过程有很大的影响:在一定的范围内,增大尾鳍的运动频率、摆动幅度和横移振幅可以提高运动速度、推力和推进效率,但过大的摆幅会降低推进效率。(本文来源于《船舶力学》期刊2013年05期）
徐晓锋,万德成[4]（2011）在《金枪鱼自主波动游动的数值模拟》一文中研究指出鱼类游动问题蕴含着复杂的流体力学机理,其仿生问题同时又有着重要应用背景。该文运用人工伪压缩方法求解叁维不可压缩非定常Navier-Stokes方程,计算分析金枪鱼从静止加速起动到巡游直至减速波动游动的全过程,得到鱼类游动时各状态的流场信息以及受力情况。同时结合计算结果,对鱼类游动过程进行了参数研究并且分析了鱼体推力产生的机理。计算结果分析表明:数值求解非定常Navier-Stokes方程能够模拟鱼体运动时的流场;鱼体摆动频率以及摆幅会影响鱼的游动;持续摆动产生的涡环形成反卡门涡街是鱼体游动时产生推力的重要因素。(本文来源于《水动力学研究与进展A辑》期刊2011年02期）
仿金枪鱼游动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
以自由游动为基础,研究和探讨了尾鳍柔性对仿金枪鱼水下机器人自主加速及巡游运动的影响.首先应用计算流体动力学(CFD)技术建立自主游动的计算模型,然后对不同柔性变形参数下的仿金枪鱼的运动和水动力性能进行模拟和分析.结果表明:当仿金枪鱼自主加速到稳定巡游时,其阻力和推力达到平衡;尾涡对推力有增加作用.弦向柔性变形相位角、变形位置、变形幅度及拱度对自主游动的巡游速度和尾鳍水动力性能有重要影响.使弦长前半部分也发生变形可以提高推进效率;当柔性变形落后横移运动π/2相位或取适当的变形幅度和拱度时,仿金枪鱼自主游动的推进效率取得极大值.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
仿金枪鱼游动论文参考文献
[1].刘焕兴.仿金枪鱼水下机器人自主游动研究[D].哈尔滨工程大学.2016
[2].刘焕兴,苏玉民,张曦,王硕.尾鳍柔性变形对仿金枪机器鱼自主游动的影响[J].华中科技大学学报(自然科学版).2014
[3].苏玉民,刘焕兴,张曦,王硕.柔性尾鳍仿金枪鱼水下机器人自主游动研究[J].船舶力学.2013
[4].徐晓锋,万德成.金枪鱼自主波动游动的数值模拟[J].水动力学研究与进展A辑.2011