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三维拍动翼推进效率的计算方法被引量：2: 2012年; 针对国内外学者对拍动翼的研究多集中在水动力性能分析与流场模拟方面,而对其推进效率的计算方法尚无科学严谨论述的现状,提出一种计算拍动翼推进效率的方法.采用基于速度势的面元法计算了三维拍动翼的平均推力系数,通过与Fluent数值模拟计算值及相关实验结果的对比,证明了面元法程序在计算中的有效性.在此基础上,结合理论力学和分析力学的基本理论,推导拍动翼推进效率的计算公式,应用面元法实现其推进效率的数值计算.推进效率计算值与实验结果的比较表明,所提出方法适用于三维拍动翼推进效率的计算.并分析了转动幅度和频率对平均推力系数和推进效率的影响.; 李宁宇苏玉民王兆立张曦; 关键词：拍动翼面元法水动力

尾鳍柔性变形对仿金枪机器鱼自主游动的影响被引量：8: 2014年; 以自由游动为基础,研究和探讨了尾鳍柔性对仿金枪鱼水下机器人自主加速及巡游运动的影响.首先应用计算流体动力学(CFD)技术建立自主游动的计算模型,然后对不同柔性变形参数下的仿金枪鱼的运动和水动力性能进行模拟和分析.结果表明:当仿金枪鱼自主加速到稳定巡游时,其阻力和推力达到平衡;尾涡对推力有增加作用.弦向柔性变形相位角、变形位置、变形幅度及拱度对自主游动的巡游速度和尾鳍水动力性能有重要影响.使弦长前半部分也发生变形可以提高推进效率;当柔性变形落后横移运动π/2相位或取适当的变形幅度和拱度时,仿金枪鱼自主游动的推进效率取得极大值.; 刘焕兴苏玉民张曦王硕; 关键词：水动力学尾涡相位角

振动半圆柱尾流中的二维摆动水翼推进性能研究被引量：9: 2012年; 文章研究了粘性流场中半圆柱振动产生的旋涡对二维摆动水翼推进性能的影响。利用数值方法计算了振动半圆柱尾流中二维摆动水翼的水动力性能。计算结果表明,半圆柱涡和水翼涡之间存在4种相互作用模式。相反旋向的半圆柱涡和水翼涡相互作用时,摆动水翼的平均推力系数最大。相同旋向的半圆柱涡和水翼首缘涡相互作用并且最终融入到水翼尾缘涡时,摆动水翼能够从半圆柱涡中吸收能量。; 张曦苏玉民王兆立

船舶操纵线性水动力导数计算方法研究被引量：8: 2008年; 以粘性流场中船舶操纵水动力预报为研究背景,通过对商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用其动网格技术以及后处理系统,对大型船舶的线性水动力导数进行了数值计算.考虑变舵角、斜航、纯横荡、纯首摇运动状态,得出随船坐标系下作用于操纵运动船体的水动力及力矩,并对之采用最小二乘法进行曲线拟合得到船舶操纵运动的线性水动力导数,数值计算结果与理论估算值吻合.稳定的计算结果表明该方法可用于复杂船舶运动的水动力导数计算.; 李冬荔王彪杨亮; 关键词：FLUENT 动网格船舶操纵水动力导数

基于动网格方法的拍动平板升力分析: 2012年; 针对微型飞行器,采用动网格方法计算了旋转超前、同步、滞后3种拍动模式下的平板升力性能.通过比较分析二维、三维拍动平板的升力性能以及尾涡分布变化,探讨了拍动平板升力性能与其运动规律的关系.计算表明:旋转同步和超前模式下的平板升力系数明显高于旋转滞后模式下的平板升力系数;二维、三维平板升力系数均随角振幅的增大而减小,随相位差的增大而增大,拍动振幅的影响相对较小;角振幅较大时,旋转超前模式中三维平板升力系数均明显高于二维平板升力系数,旋转同步模式中二维、三维平板升力系数变化不明显,旋转滞后模式中仅当小角振幅且小平移振幅时,三维平板升力系数增加较大.; 于宪钊苏玉民曹建闫岱峻; 关键词：平板动网格升力振幅相位差

摆动尾鳍水动力性能的试验和数值研究被引量：8: 2012年; 鱼类能够在水下高速度、低噪音、高效率地游动。鱼类出色的推进性能通过其摆动尾鳍实现。这种摆动尾鳍推进方式已经用在了水下无人航行器上。因此研究摆动尾鳍的水动力性能是非常有意义的。对摆动尾鳍的推进水动力性能进行了详尽的研究。设计、装配了一套仿尾鳍推进系统,并对其进行了相应的水动力试验。在试验中研究了运动参数对摆动尾鳍水动力性能的影响。与此同时,采用基于雷诺平均N-S方程的数值方法对摆动尾鳍的水动力性能进行了研究。在数值计算中采用了k-ωSST湍流模型和有限体积法。数值计算结果和水动力试验结果进行了比较。对尾鳍表面的压力分布和流场中的尾涡结构进行了分析。水动力试验和数值计算都表明摆动尾鳍可以产生推进力和较高的推进效率。; 苏玉民张曦杨亮; 关键词：数值模拟水动力性能

水下大型搭载平台与微小型机器人的干扰性能研究(英文)被引量：2: 2013年; 文章采用 CFD 技术计算大型水下搭载平台与微小型水下机器人之间的水动力干扰性能。作为对水下搭载的可行性的验证,研究了二维物体和壁面的干扰,进而计算了在不同来流速度和距离时的阻力、升力和倾覆力矩性能。同时计算了大型搭载平台与微小型机器人在不同来流速度和不同距离改变时的阻力、升力和倾覆力矩性能。此外,对微小型水下机器人的中纵剖面的压力和速度分布进行了细致的分析。; 苏玉民鞠磊于宪钊崔桐闫岱峻; 关键词：CFD 水下机器人水动力性能

船桨干扰定常空化性能数值模拟(英文)被引量：1: 2012年; 文章采用CFD技术计算了船桨干扰定常空化性能。首先计算了不同空化数下的NACA66(MOD)水翼和DTRC4381螺旋桨的定常空化性能,同时预报了KCS船的伴流场、阻力性能和船体表面压力分布。为了验证计算船后螺旋桨空化流的可行性,文中对KCS船和KP505螺旋桨进行了整体考虑,并计算了不同空化数下的船后螺旋桨的空化覆盖面积。计算表明,文中采用的计算方法合理,计算结果与试验结果吻合。; 鞠磊苏玉民赵金鑫刘业宝崔桐; 关键词：CFD 空化伴流场水动力性能

柔性尾鳍仿金枪鱼水下机器人自主游动研究被引量：2: 2013年; 文章数值模拟了柔性尾鳍的仿金枪鱼水下机器人从静止加速到稳定巡游的自主游动过程,分析了其运动过程中的运动和水动力性能特点及变化,并与刚性尾鳍模型进行了比较。同时详细分析了尾鳍的运动参数如频率,摆动幅度,横移振幅对仿金枪鱼自主游动过程的影响。结果表明,仿金枪鱼在启动加速时效率较低,柔性变形可以较大地提高仿金枪鱼的推进效率;尾鳍的运动参数对自主游动过程有很大的影响:在一定的范围内,增大尾鳍的运动频率、摆动幅度和横移振幅可以提高运动速度、推力和推进效率,但过大的摆幅会降低推进效率。; 苏玉民刘焕兴张曦王硕; 关键词：柔性尾鳍水动力性能

Numerical Simulation for Hydrodynamic Characteristics of A Bionic Flapping Hydrofoil被引量：3: 2012年; In order to study the propulsion mechanism of the bionic flapping hydrofoil (BFH), a 2-DoF (heave and pitch) motion model is formulated. The hydrodynamic performance of BFH with a series of kinematical parameters is explored via numerical simulation based on FLUENT. The calculated result is compared with the experimental value of MIT and that by the panel method. Moreover, the effect of inlet velocity, the angle of attack, the heave amplitude, the pitch amplitude , the phase difference, the heave biased angle, the pitch biased angle and the oscillating frequency are investigated. The study is useful for guiding the design of bionic underwater vehicle based on flapping propulsion. It is indicated that the optimal parameters combination is v=0.5m/s, θ0=40°.θ0=30°,Ψ=90°,Фbias=0°,θbias=0°and f=0.5Hz .; 苏玉民王兆立张曦郭冰洁; 关键词：水翼船水动力特性水动力性能

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国家自然科学基金(50879014)

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