非正弦升沉运动对扑翼自主推进的影响

作者:陈晓; 曹勇; 黄桥高; 潘光
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为了研究仿生推进机理,弥补非自主推进的局限性,采用数值方法求解水动力与高山运动的耦合,建立了扑翼流体耦合自主推进的计算模型。K作为波形调整参数,将波形从三角波变为正弦波,并与方波进行比较。对非正弦升沉运动在两种频率升沉幅度组合下的自主推进性能进行了数值模拟,研究了不同运动波形对静止水中自主推进速度、效率和流场结构的影响。结果表明,非正弦波形对自主推进运动有很大影响。随着K的增加,即离方波越近,速度振荡越强烈,起动加速度越快,向前位移和平均速度越大。随着K值的降低,自主推进效率和能量利用率不断提高。研究结果对仿生机器人的设计具有一定的指导意义。