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二维鱼形推进系统性能评估与优化( Performance evaluation and optimization for two-dimensional fish-like propulsion )
C Wei Q Hu Y Liu S Yin X Ji
类鱼推进的水动力特性一直是流体力学和生物学领域研究人员的兴趣所在。本文旨在对类鱼游动的推进性能进行系统的水动力学研究，以进一步了解类鱼游动的推进性能。该研究是基于统一的运动学模型和不同的自推进起伏条件下的数值研究。根据仿真结果分析了推进性能和水动力特性。理论分析表明，当频率足够大时，推进效率与频率无关。随着波长的增加，波动模式逐渐变成振荡模式，性能指标趋于极限值。讨论了推进性能与流场无量纲数的关系。结果表明，高效率的鱼类推进需要高St、低Re的条件。提出了一个以整个游动过程的时间成本为重点的优化指标，对给定的游动距离进行优化。在最佳条件下，在2.4BL/s的游动速度下，鱼状波动的佛氏效率约为0.52。这些发现将为理解类鱼推进的游动机制提供一些新的见解。
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