机器鱼自主游动中变形体耦合动力学的数值研究

›› 2012, Vol. 48 ›› Issue (15): 32-37.

机器鱼自主游动中变形体耦合动力学的数值研究

万宏;王超;夏丹;蒋明;王兴松

东南大学机械工程学院;西安交通大学机械工程学院;苏州科技学院土木学院

发布日期:2012-08-05

Numerical Study on the Dynamics of Freely Self-propelled Robotic Fish

WAN Hong　WANG Chao　XIA Dan;JIANG Ming;WANG Xingsong

School of Mechanical Engineering, Southeast University School of Mechanical Engineering, Xi’an Jiaotong University College of Civil Engineering, University of Science and Technology of Suzhou

Published:2012-08-05

摘要/Abstract

摘要： 为机器鱼的自主巡游、机动转弯和“加速—滑行”游动的动力学特性研究做准备，结合样机试验数据来证明所选驱动方式的优越性，提出一种新的求解机器鱼自主游动动力学的数值算法。认为鱼体质心在绝对系下的运动是由流体外力与自身主动变形共同作用的结果；运用离散化方法推导出新的鱼体域的控制方程，从而提出新的算法。给定鱼体系下机器鱼的主动变形方程，通过耦合求解鱼体域、流体域的控制方程，得到机器鱼的运动过程中的运动学和动力学参数。通过自主游动算例验证了所提数值算法的正确性。

关键词: 动力学, 机器鱼, 数值模拟, 自主游动

Abstract: In order to be ready for studying the dynamical performance of robotic fish in the mode of cruising, turning and burst-and-coast, combining the experimental results from the prototype to verify the advantage of the driven mode, a new numerical algorithm is used to solve the hydrodynamics of robotic fish swimming motions. The locomotion of center of mass of the robotic fish is formed from the outer fluid in the inertia frame and the deformation of body in the body frame. A new control equation is deduced by using the discretization. Once the deformation function of the robotic fish is given under the specific body frame, the dynamic and kinetics variables of the robotic fish movement can be solved by decoupling the control equations of the body field and fluid filed. An example shows the rationality and effectiveness of the method.

Key words: Dynamics, Freely self-propelled, Numerical simulation, Robotic fish

中图分类号:

TP24

万宏;王超;夏丹;蒋明;王兴松. 机器鱼自主游动中变形体耦合动力学的数值研究[J]. , 2012, 48(15): 32-37.

WAN Hong　WANG Chao　XIA Dan;JIANG Ming;WANG Xingsong. Numerical Study on the Dynamics of Freely Self-propelled Robotic Fish[J]. , 2012, 48(15): 32-37.

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