宏压电纤维致动的水下推进器性能及机理

发布时间：2023-09-24 17:25

　　提出了一种宏压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)致动的仿鲹科身体/尾鳍(body or caudal fin,简称BCF)水下推进器。利用搭建的实验平台测试了不同驱动电压条件下推进器的摆动性能,推进器在峰峰值为1 000V,频率为17.7和3Hz的激励电压下分别取得空气中最大摆幅峰峰值为45mm,水下最大摆幅峰峰值13mm。借助计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)研究了仿生推进器在稳定摆动过程中流场特性和尾迹旋涡的分布情况,从推进器端部观察到的"反卡门涡街"结构揭示了仿生推进器的流体动力学机制和摆动式推进机理。推进器端部在x方向上的平均推进力可达1.5mN。研究成果对压电纤维致动器在仿生推进器的优化设计和提高其推进效率提供技术支持。

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【文章目录】：
引言
1 MFC致动的水下推进器结构描述
    1.1 MFC的基本构成
    1.2 仿鲹科谐振式水下推进器结构
    1.3 仿鲹科水下推进器摆动机理
2 推进器性能测试系统搭建
3 仿生推进器摆动性能测试
    3.1 空气中推进器摆动性能测试
    3.2 水下推进器摆动性能测试
4 推进器谐振式推进机理分析
    4.1 CFD仿真结果分析
    4.2 CFD推进力计算
5 结束语



本文编号：3848439