具有不同划水相位偏移的串联拍动胸鳍流体动力学
流体动力学
2020-10-28 v1
摘要
我们展示了在高划水振幅下拍动的串联仿生鳍之间相位差如何调节后鳍推力产生与尾流特性。测力传感器推力测量表明，当后鳍滞后前鳍四分之一周期时，其产生的推力比前鳍多 25%；而当后鳍超前前鳍相同量时，性能差 8%。使用二维粒子图像测速测量与三维计算流体动力学模拟分析了导致这些观测结果的鳍间流动相互作用。速度分布阐明了不同相位偏移下作用于后鳍的有效诱导流的变化。涡结构相互作用与粒子耙揭示了前鳍脱落的前缘与后缘涡在调节后鳍前缘吸力中的贡献。此外，鳍远下游尾流结构在不同相位偏移下其相干性、轴向与径向范围均发生变化。这些发现与利用此类串联系统的各种无人水下航行器的设计与性能优化相关。
引用
@article{arxiv.2010.13923,
title = {Hydrodynamics of tandem flapping pectoral fins with varying stroke phase offsets},
author = {Kaushik Sampath and Jason D. Geder and Ravi Ramamurti and Marius D. Pruessner and Raymond Koehler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.13923},
year = {2020}
}