用于海事推进与机动的生物启发力增强
流体动力学
2016-09-22 v1
摘要
向高性能应用的转变极大地增加了对产生大瞬时流体力以实现高速机动以及提高持续推进的功率效率的需求。动物通过改变身体形状来产生非定常流体力，从而实现了非凡的机动和效率。受此启发，我们研究了一系列剧烈改变形状以产生流体力的浸没物体。这些包括相对简单的形状变化，例如快速改变翼的攻角以引发紧急停止，以及使用串联拍动翼以产生单拍动翼三倍的平均推进力。它们还包括更非常规的形状变化，例如高速后缩翼段以驱动滚转和俯仰机动，以及使用软体机器人快速缩小椭球体的迎风面积以驱动效率达 68% 的快速启动机动，甚至以 91% 的准推进效率完全抵消阻力。这些系统已通过解析、实验测量和浸没边界数值模拟进行了研究。
引用
@article{arxiv.1609.06559,
title = {Biologically inspired force enhancement for maritime propulsion and maneuvering},
author = {G D Weymouth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.06559},
year = {2016}
}
备注
Presented at the 10th Symposium on High-Performance Marine Vehicles: HIPER