鳞鲀模式推进机理的数值研究

通过求解三维非定常不可压缩N-S方程对鳞鲀模式的游动进行了数值模拟,研究了鳞鲀模式游动的水动力学特性与流场特征,揭示鳞鲀模式游动的推进机理。结果表明,鳞鲀的背/臀鳍在一个波动周期内脱出两个非对称涡环,涡环中心诱导射流为鳞鲀提供推力;鳞鲀的推力分别依靠鳍面的波动和横侧摆动产生,背/臀鳍的安装角度使鳞鲀能更有效地利用这两部分的推力分量,且平衡沉浮力分量。鳞鲀所受推力随波动频率和幅度的增大而增大,随波长的增大先增大后减小,并且波长过大时,推进效率会急剧降低。相比于身体-尾鳍摆动(BCF)推进,鳞鲀模式具有极高的推进效率。与长鳍扭波推进模式相比,鳞鲀模式则具有更强的机动性。