水下非对称扑翼运动的流体动力分析与机构设计

发布时间：2017-12-27 11:23

本文关键词：水下非对称扑翼运动的流体动力分析与机构设计　出处：《机械设计》2017年08期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：水下非对称扑翼运动不仅能够产生前向推力,同时使垂直于航行速度方向的平均升力不为零,基于这个原理可以更好地实现水下航行器的推进和操纵。利用计算流体力学方法对典型非对称扑翼运动算例进行了数值仿真计算,分析了非对称扑翼运动规律与流体动力之间关系。基于完全解耦的2自由度并联机构,对扑翼驱动机构进行了设计,并对非对称扑翼运动进行了运动学仿真。该机构不仅具有刚度好、运动精度高和系统惯性小的优点,而且其解耦特性使机构分析和控制系统开发的难度降低,同时更容易实现复杂的扑翼运动规律。
[Abstract]:The underwater asymmetric flapping wing not only can generate forward thrust, but also make the average lift force perpendicular to the sailing speed direction not zero. Based on this principle, we can better achieve the propulsion and operation of the underwater vehicle. The typical asymmetric flapping wing motion is numerically simulated by computational fluid dynamics, and the relationship between the asymmetric flapping wing motion and fluid dynamics is analyzed. Based on the fully decoupled 2 degree of freedom parallel mechanism, the flapping wing driving mechanism is designed and the kinematics simulation of the asymmetrical flapping wing motion is carried out. The mechanism not only has the advantages of good rigidity, high motion accuracy and small inertia, but also reduces the difficulty of mechanism analysis and control system development and makes it easier to achieve complex flapping motion laws.
【作者单位】：天津大学机械工程学院;
【基金】：国家高技术研究发展计划资助项目(2012AA091001) 国家自然科学基金资助项目(51475319);国家自然科学基金资助项目(51575376)
【分类号】：O35;U661.1;U662
【正文快照】： 近年来,在海洋资源开发、海洋国防、海事搜救、海洋环境探测等方面需求的拉动下,水下航行器技术得到了快速发展。目前,大部分水下航行器采用螺旋桨推进方式,然而随着海洋开发利用的不断深入,海洋调查和海洋工程任务日趋复杂,传统推进方式难以满足多样化的需求。鱼类和企鹅等动

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