枪虾夹螯的结构特性、运动特性与射流聚焦机理研究

枪虾利用空化气泡破裂产生的压力脉冲进行捕猎,其夹螯产生空化射流具有高能聚焦的特点。研究夹螯结构对射流的聚焦机理和影响规律,对于探索空化效应、研发仿生空化装置等具有重要的意义。利用CT扫描技术和高速摄影技术,通过研究夹螯的结构特性、运动特性,揭示了枪虾夹螯的运动规律;结合CFD仿真模拟空化射流的产生过程和流场状态,阐述夹螯结构对射流的聚焦作用机理;对不同结构尺寸的囊腔凹槽进行仿真,分析了凹槽大小对射流的影响。结果表明,枪虾夹螯的凹槽结构会对射流产生聚焦效应,且当凹槽尺寸约为0.15 mm时具有最优的射流聚焦效果。