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基于CFD-PID方法的仿生鱼自推进运动研究
被引量：
1
1
作者
王鹏飞
李若欣
于凯
《水动力学研究与进展（A辑）》
CSCD
北大核心
2024年第1期104-108,共5页
相较于传统的螺旋桨推进方式,水下仿生推进具有灵活、高效及对环境干扰小等优势。该文在求解不可压N-S方程和牛顿第二定律的基础上,嵌入PID控制算法,构建CFD-PID求解器,模拟主动控制下的仿生鱼自推进运动。通过PID算法动态调节仿生鱼摆...
相较于传统的螺旋桨推进方式,水下仿生推进具有灵活、高效及对环境干扰小等优势。该文在求解不可压N-S方程和牛顿第二定律的基础上,嵌入PID控制算法,构建CFD-PID求解器,模拟主动控制下的仿生鱼自推进运动。通过PID算法动态调节仿生鱼摆幅,间接控制其速度,使仿生鱼可以达到任意特定的收敛速度。与常规方式自推进相比,PID控制自推进能更快地加速到预定速度,且在加速时期产生更大尺度的涡,最终的动态平衡状态则与常规方式自推进一致。
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关键词
仿生鱼
自推进
PID控制
bcf
模式
原文传递
压电纤维致动的仿鲤鱼尾鳍式小型推进器的摆动特性及流固耦合机理
被引量：
7
2
作者
任枭荣
娄军强
+3 位作者
贾振
杨依领
陈特欢
孟浩锋
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第20期214-221,230,共9页
宏压电纤维复合材料(Macrofiber composite,MFC)克服了传统压电材料在韧性和脆性方面的不足,具有驱动变形大、柔韧性好且防水性好的优点,在仿生变形驱动领域具有广泛的应用前景。模仿锦鲤鱼类的形态特征和身体/尾鳍(Body or caudal fin,...
宏压电纤维复合材料(Macrofiber composite,MFC)克服了传统压电材料在韧性和脆性方面的不足,具有驱动变形大、柔韧性好且防水性好的优点,在仿生变形驱动领域具有广泛的应用前景。模仿锦鲤鱼类的形态特征和身体/尾鳍(Body or caudal fin,BCF)游动推进模式,提出了一种MFC致动的仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器。在峰值1000 V、频率7.5 Hz的简谐激励电压下,试验测得推进器末端水下最大摆速154.5 mm/s。采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)分析了推进器摆动过程中周围流场分布及变化情况。仿真结果表明,推进器在稳定推进阶段产生的瞬时最大推进力和平均推进力分别为9.8m N和4.22m N,与Lighthill细长体理论一致;同时从推进器周围的周期平均流场结构中观察到了一片流速约为推进器结构最大摆速2倍的高速流场区域,且始终存在着一对对称分布、旋向相反的涡环结构沿着推进器顺流而下,因此产生一股高速水流从推进器尾部喷射而出,而推进器在高速水流的反作用力下向前推进,从而揭示了仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器的流固耦合特性和推进机理。
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关键词
锦鲤尾鳍
水下推进器
MFC
流固耦合
bcf
推进模式
原文传递
题名
基于CFD-PID方法的仿生鱼自推进运动研究
被引量：
1
1
作者
王鹏飞
李若欣
于凯
机构
哈尔滨工程大学青岛创新发展中心
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《水动力学研究与进展（A辑）》
CSCD
北大核心
2024年第1期104-108,共5页
基金
国家自然科学基金(52301366)。
文摘
相较于传统的螺旋桨推进方式,水下仿生推进具有灵活、高效及对环境干扰小等优势。该文在求解不可压N-S方程和牛顿第二定律的基础上,嵌入PID控制算法,构建CFD-PID求解器,模拟主动控制下的仿生鱼自推进运动。通过PID算法动态调节仿生鱼摆幅,间接控制其速度,使仿生鱼可以达到任意特定的收敛速度。与常规方式自推进相比,PID控制自推进能更快地加速到预定速度,且在加速时期产生更大尺度的涡,最终的动态平衡状态则与常规方式自推进一致。
关键词
仿生鱼
自推进
PID控制
bcf
模式
Keywords
Bionic fish
Self-propulsion
PID controller
bcf mode
分类号
O35 [理学—流体力学]
原文传递
题名
压电纤维致动的仿鲤鱼尾鳍式小型推进器的摆动特性及流固耦合机理
被引量：
7
2
作者
任枭荣
娄军强
贾振
杨依领
陈特欢
孟浩锋
机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙江大学工业控制技术国家重点实验室
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第20期214-221,230,共9页
基金
国家自然科学基金(51505238,61703217,51805276)
浙江省自然科学基金(LQ18E050003)
浙江大学工业控制技术国家重点实验室开放课题(ICT1800390)资助项目
文摘
宏压电纤维复合材料(Macrofiber composite,MFC)克服了传统压电材料在韧性和脆性方面的不足,具有驱动变形大、柔韧性好且防水性好的优点,在仿生变形驱动领域具有广泛的应用前景。模仿锦鲤鱼类的形态特征和身体/尾鳍(Body or caudal fin,BCF)游动推进模式,提出了一种MFC致动的仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器。在峰值1000 V、频率7.5 Hz的简谐激励电压下,试验测得推进器末端水下最大摆速154.5 mm/s。采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)分析了推进器摆动过程中周围流场分布及变化情况。仿真结果表明,推进器在稳定推进阶段产生的瞬时最大推进力和平均推进力分别为9.8m N和4.22m N,与Lighthill细长体理论一致;同时从推进器周围的周期平均流场结构中观察到了一片流速约为推进器结构最大摆速2倍的高速流场区域,且始终存在着一对对称分布、旋向相反的涡环结构沿着推进器顺流而下,因此产生一股高速水流从推进器尾部喷射而出,而推进器在高速水流的反作用力下向前推进,从而揭示了仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器的流固耦合特性和推进机理。
关键词
锦鲤尾鳍
水下推进器
MFC
流固耦合
bcf
推进模式
Keywords
caudal fin of koi fish
underwater propulsion
macro fiber composite(MFC)
fluid-structure Interaction
body or caudal fin(
bcf
)
mode
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于CFD-PID方法的仿生鱼自推进运动研究
王鹏飞
李若欣
于凯
《水动力学研究与进展（A辑）》
CSCD
北大核心
2024
1
原文传递
2
压电纤维致动的仿鲤鱼尾鳍式小型推进器的摆动特性及流固耦合机理
任枭荣
娄军强
贾振
杨依领
陈特欢
孟浩锋
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
原文传递
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