基于Weis-Fogh效應的擺動翼水動力性能研究.pdf

1、近年來，隨著仿生學的發(fā)展和應用成為熱點問題，船用仿生推進器受到越來越多的研究和關注，對于推進器的仿生也不再局限于對水中生物的游動方式和軀體構造上的模仿，也將研究的目光投向了有翼昆蟲類的飛行原理上。Weis-Fogh機構就是一種模擬昆蟲飛行并可以應用于船舶推進器的仿生機構。該機構的升力機理與螺旋槳不同，由于其可瞬間獲得高升力的機理和良好的機動性而引起了廣泛的關注。因此，對Weis-Fogh機構進行理論研究，分析其流體動力特性，對新型仿生推

2、進器的開發(fā)和應用具有重要意義。
　　本文設計了一種仿 Weis-Fogh機構的推進裝置——WF水翼，以擺動機翼和擋板組成。利用CFD方法計算它的水動力性能并進行分析。
　　首先，利用Gambit軟件建立WF水翼的物理模型，使用NACA0012作為擺動翼的翼型，采用結構和非結構網(wǎng)格兩種形式對計算流域進行劃分。采用動網(wǎng)格技術，利用Fluent軟件對模型進行計算，分析其水動力性能，包括WF水翼周圍的壓力分布和尾渦情況。分析各運動參

3、數(shù)對WF水翼推進性能的影響。同時驗證計算方法的可行性。
　　其次，對相同運動規(guī)律的普通擺動翼進行數(shù)值模擬，并與WF水翼的推進性能作對比分析。通過對 WF水翼和無擋板的擺動翼的流場壓力圖及渦量圖的分析，確定WF水翼在運動過程中確實存在一種類似Weis-Fogh機構的效應，并分析其對WF水翼推進性能的影響。
　　最后，數(shù)值模擬船后雙WF水翼對擺時的流場情況，計算水動力性能并與無船時進行對比，分析有船和無船時的壓力分布和尾渦情況，