MSC CRADLE5天前
借助仿真研究鱼类的游动形态 本视频展示鱼的摆尾式游动引起的涡流变化。本视频采用CradleCFD的scflow模块,并通过网格变形考虑了鱼的摆尾式游动。 鱼的摆尾式游动仿真,其核心意义在于‌揭示鱼类高效推进的流体力学机制,并为仿生水下机器人的设计提供理论基础和优化路径‌。它通过模拟鱼尾摆动产生推力的过程,帮助我们理解鱼类如何以高效率游动,并指导机器人设计。 仿真揭示的核心机制 仿真研究揭示了鱼类高效游动的几个关键: 1‌‌‌‌. 波浪式推进‌:鱼体肌肉的波浪式收缩从头部传递到尾部,驱动尾鳍产生向前的推力。 2. 涡流控制‌:尾鳍通过摆动控制水流,形成向后喷射的涡流(反作用卡门涡街),根据牛顿第三定律,鱼体获得向前的推力。 ‌3. 高效游动模式‌:鱼类进化出多种高效游动模式,如‌BCF(身体和/或尾鳍推进)模式‌,其游动效率在高速巡游时可超过80%。 仿真研究的实践意义 这些仿真研究具有重要的工程应用价值: ‌* 仿生机器人设计‌:为设计和制造仿生机器鱼提供了理论依据,指导其结构和运动控制策略,以实现高机动性和高能效。 ‌* 优化水下航行器‌:其研究成果可应用于优化自主水下航行器(AUV)的推进系统,提升其性能。 *‌‌‌ 生物力学研究‌:为研究鱼类的生物力学、进化适应性以及流体-结构相互作用提供了强大的研究工具。 总而言之,这项仿真研究架起了生物学与工程学之间的桥梁,其价值不仅在于理解自然,更在于‌向自然学习,实现技术创新‌。 #CradleCFD #鱼的游动 #CFD #网格变形
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