魚類游動的N—S方程數(shù)值模擬與推進(jìn)機(jī)理探索.pdf

1、魚類游動本身是個很復(fù)雜的流體力學(xué)問題，蘊(yùn)含著深刻的流體力學(xué)機(jī)制，對其進(jìn)行深入了解，會對水下航行器及飛行器的設(shè)計有很大的啟發(fā)，并能有助于一些實(shí)際工程問題的解決，如研究如何改善水下航行器的推進(jìn)效率及如何利用擺動翼減少飛機(jī)的阻力等等。本文數(shù)值模擬了修科模式魚類游動時魚體周圍的二維及三維非定常流場，并以此對魚類波狀擺動游動的推進(jìn)機(jī)理，即渦控制方式進(jìn)行了研究。 本文建立了以修科模式魚類游動為樣本的簡化二維及三維魚體運(yùn)動模型。由于魚類游動從

2、流體力學(xué)角度考慮為一個非定常粘性流動問題，故本文以N-S方程為主控方程，利用無限插值網(wǎng)格方法生成魚體運(yùn)動各狀態(tài)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，結(jié)合格心有限體積空間離散格式，B-L湍流模型和雙時間的時間推進(jìn)方法，開發(fā)了非定常流場的二維及三維求解程序；其中子迭代的時間推進(jìn)采用了五步Runge-Kutta方法，并應(yīng)用了當(dāng)?shù)貢r間步長、隱式殘值光順等加速收斂措施。并對二維求解程序進(jìn)行了算例驗證。 通過計算得出了魚類游動時各狀態(tài)的流場信息以及總體受力情況。結(jié)合