平面多连杆游泳者：使用“理想流体”模型的实验与理论研究
流体动力学
2018-11-21 v3
摘要
机器游泳者目前是多种水下应用广泛研究和开发的主题。巧妙的设计和规划必须依赖于简单的理论模型，以考虑游泳者的流体动力学，从而优化其结构和控制输入。在这项工作中，我们使用“理想流体”模型研究了一种平面蛇形多连杆游泳者，该模型考虑了惯性流体力而忽略了粘性阻力效应。由于对称性和广义动量变量的守恒，游泳者的运动动力学方程被公式化并简化为一阶系统。聚焦于关节角度的振荡输入，我们通过数值积分研究了 3 连杆和 5 连杆游泳者的最优步态。对于 3 连杆游泳者，我们还提供了小振幅渐近解，这使得能够获得最优步态的闭式近似。随后通过实验和对漂浮在水池中的 3 连杆和 5 连杆无缆机器人原型的运动测量证实了理论结果，显示实验与理论模型之间存在合理的一致性。
引用
@article{arxiv.1710.06645,
title = {Planar Multi-link Swimmers: Experiments and Theoretical Investigation Using "Perfect Fluid" Model},
author = {Evgenia Virozub and Oren Wiezel and Alon Wolf and Yizhar Or},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.06645},
year = {2018}
}