侧向编队中波动鱼类游动的水动力学

利用高保真数值模拟研究了二维波动鱼形物体侧向编队的推力收益。采用粘性涡粒子法求解纳维-斯托克斯方程。通过改变侧向间距和相对相位差，研究了并排排列的成对系留鱼类的构型。结果表明，在镜像对称情况下，即使间距较大（多达十倍体长），鱼对中的个体也能相互增强推力。在小间距时，这种增强主要是由鱼之间间隙中的蠕动泵送效应引起的；而在较大间距时，推力则受到与另一条鱼相互作用导致的尾部涡脱落细微变化的影响。在非对称波动情况下，总有一条鱼从相互作用中获益多于另一条。最后，研究了相邻鱼之间具有镜像对称性的三条鱼侧向编队。虽然中心鱼获得了净推力收益，但这是以外侧两条鱼受到净阻力为代价的。在这种排列中，每一对相邻的鱼都略微受到第三条鱼存在的影响。