仿生尾鳍形状对摆动推进性能影响研究

"尾鳍形状对摆动尾鳍推进性能的影响 (2012年) - 研究了不同鱼类尾鳍形状对摆动尾鳍推进性能的影响，实验对比了仿金枪鱼、仿海豚、仿白鲸的尾鳍，并通过数值方法分析水动力性能。结果显示，仿金枪鱼尾鳍具有最佳的推进效率和最小的能量消耗。" 这篇论文详细探讨了尾鳍形状如何影响摆动尾鳍的推进性能，特别关注了在模仿自然界中三种不同鱼类（金枪鱼、海豚和白鲸）尾鳍的设计。研究人员设计并实施了一套摆动尾鳍的仿生推进装置，通过实验来分析每种尾鳍的推进性能。实验过程中，他们测量了平均推力系数和输入功率系数，这两个参数是评估推进效率的关键指标。 实验结果显示，仿金枪鱼尾鳍在平均推力系数和输入功率系数上表现出最优，这意味着它能在消耗相同能量的情况下提供最大的推力，从而实现最高的推进效率。同时，对于尾涡的研究也揭示了仿金枪鱼尾鳍产生的尾涡强度最弱，分布范围最小，这进一步证实了其在减少能量损失和提高效率方面的优势。 数值方法的运用为理解尾鳍水动力性能提供了补充。通过计算流体力学模拟，研究人员能够更深入地分析尾鳍在水中移动时的水流行为，验证了实验结果并可能揭示了导致这些性能差异的物理机制。 论文的关键词包括摆动尾鳍、尾鳍形状、推进性能和尾涡，强调了研究的核心内容。根据中图分类号0357，可以推断该研究属于力学或流体动力学领域，而文献标志码A则表明这是一篇原创性的科学研究论文。 这项工作对于理解和优化水下推进器的设计具有重要意义，尤其是对于水下机器人和无人潜水器的开发，可以借鉴自然界中的高效模式来提升其航行性能和能源利用效率。同时，对于生物力学和海洋生物学领域的研究也提供了有价值的参考数据。