期刊文献+
共找到168篇文章
< 1 2 9 >
每页显示 20 50 100
The Collaborative Multi-target Search of Multiple Bionic Robotic Fish Based on Distributed Model Predictive Control
1
作者 Ruilong Wang Ming Wang +4 位作者 Lingchen Zuo Yanling Gong Guangxin Lv Qianchuan Zhao He Gao 《Journal of Bionic Engineering》 2025年第3期1194-1210,共17页
In complex water environments,search tasks often involve multiple Autonomous Underwater Vehicles(AUVs),and a single centralized control cannot handle the complexity and computational burden of large-scale systems.Targ... In complex water environments,search tasks often involve multiple Autonomous Underwater Vehicles(AUVs),and a single centralized control cannot handle the complexity and computational burden of large-scale systems.Target search in complex water environments has always been a major challenge in the field of underwater robots.To address this problem,this paper proposes a multi-biomimetic robot fish collaborative target search method based on Distributed Model Predictive Control(DMPC).First,we established a bionic robot fish kinematic model and a multi-biomimetic robot fish communication model;second,this paper proposed a distributed model predictive control algorithm based on the distributed search theory framework,so that the bionic robot fish can dynamically adjust their search path according to each other’s position information and search status,avoid repeated coverage or missing areas,and thus improve the search efficiency;third,we conducted simulation experiments based on DMPC,and the results showed that the proposed method has a target search success rate of more than 90%in static targets,dynamic targets,and obstacle environments.Finally,we compared this method with Centralized Model Predictive Control(CMPC)and Random Walk(RW)algorithms.The DMPC approach demonstrates significant advantages,achieving a remarkable target search success rate of 94.17%.These findings comprehensively validate the effectiveness and superiority of the proposed methodology.It can be seen that DMPC can effectively dispatch multiple bionic robot fish to work together to achieve efficient search of vast waters.It can significantly improve the flexibility,scalability,robustness and cooperation efficiency of the system and has broad application prospects. 展开更多
关键词 bionic robotic fish DMPC Target search Cooperative control CMPC RW
在线阅读 下载PDF
Numerical simulations and vorticity dynamics of self-propelled swimming of 3D bionic fish 被引量:5
2
作者 XIN ZhiQiang WU ChuiJie 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2012年第2期272-283,共12页
Numerical simulations and the control of self-propelled swimming of three-dimensional bionic fish in a viscous flow and the mechanism of fish swimming are carried out in this study,with a 3D computational fluid dynami... Numerical simulations and the control of self-propelled swimming of three-dimensional bionic fish in a viscous flow and the mechanism of fish swimming are carried out in this study,with a 3D computational fluid dynamics package,which includes the immersed boundary method and the volume of fluid method,the adaptive multi-grid finite volume method,and the control strategy of fish swimming.Firstly,the mechanism of 3D fish swimming was studied and the vorticity dynamics root was traced to the moving body surface by using the boundary vorticity-flux theory.With the change of swimming speed,the contributions of the fish body and caudal fin to thrust are analyzed quantitatively.The relationship between vortex structures of fish swimming and the forces exerted on the fish body are also given in this paper.Finally,the 3D wake structure of self-propelled swimming of 3D bionic fish is presented.The in-depth analysis of the 3D vortex structure in the role of 3D biomimetic fish swimming is also performed. 展开更多
关键词 3D bionic fish self-propelled swimming boundary vorticity-flux 3D vortex structure
原文传递
Numerical simulations of self-propelled swimming of 3D bionic fish school 被引量:25
3
作者 WU ChuiJie1 & WANG Liang2 1 State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China 2 Research Center for Fluid Dynamics, People’s Liberation Army University of Science and Technology, Nanjing 211101, China 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2009年第3期658-669,共12页
Numerical simulations of self-propelled swimming of a three dimensional bionic fish and fish school in a viscous fluid are carried out. This is done with the assistance of a parallel software package produced for 3D m... Numerical simulations of self-propelled swimming of a three dimensional bionic fish and fish school in a viscous fluid are carried out. This is done with the assistance of a parallel software package produced for 3D moving boundary problems. This computational fluid dynamics package combines the adaptive multi-grid finite volume method, the immersed boundary method and VOF (volume of fluid) method. By using the package results of the self-propelled swimming of a 3D bionic fish and fish school in a vis- cous fluid are obtained. With comparison to the existing experimental measurements of living fishes, the predicted structure of vortical wakes is in good agreement with the measurements. 展开更多
关键词 adaptive multi-grid immersed BOUNDARY method SELF-PROPELLED SWIMMING fish SCHOOL 3D bionic fish
原文传递
气动软体致动器驱动的仿生鱼尾设计及试验 被引量:1
4
作者 王淑坤 王锦昊 +1 位作者 郑龙 董越华 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第5期149-155,共7页
针对鱼类的C形起动行为,以具有新月形尾鳍的金枪鱼尾部为仿生模本,设计了一款采用气动纤维约束软体致动器驱动的单关节仿生鱼尾,给出了纤维约束软体致动器与无纤维约束软体致动器的伸缩性能对比。借助数字粒子图像测速技术对不同气压驱... 针对鱼类的C形起动行为,以具有新月形尾鳍的金枪鱼尾部为仿生模本,设计了一款采用气动纤维约束软体致动器驱动的单关节仿生鱼尾,给出了纤维约束软体致动器与无纤维约束软体致动器的伸缩性能对比。借助数字粒子图像测速技术对不同气压驱动下的仿生鱼尾C形起动过程进行流场可视化试验,通过涡环冲量计算,定量分析了推进能力的影响因素。结果表明:研究范围内,仿生鱼尾在进行C形起动时所产生的涡环冲量随摆动周期的减小而增加,同时受摆动角度的影响,在达到最佳摆动角度前,涡环冲量随输出气压的增加而增大,超过最佳摆动角度后开始上下波动并趋于稳定。 展开更多
关键词 工程仿生学 气动软体致动器 仿生鱼尾 数字粒子图像测速技术 C形起动
在线阅读 下载PDF
变刚度柔性仿生机器鱼设计与游动性能分析
5
作者 李青泉 李宗刚 +3 位作者 王治平 黎斌 夏广庆 康会峰 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第10期282-290,共9页
受鱼类在不同游动模式下主动调节身体刚度以提升游动性能的启发,设计了一种变刚度柔性身体的仿生机器鱼。该机器鱼由头部、主动身体段、被动身体段及柔性尾鳍构成,其中被动身体段通过变刚度机构实现柔性身体刚度的动态调节,实验数据显... 受鱼类在不同游动模式下主动调节身体刚度以提升游动性能的启发,设计了一种变刚度柔性身体的仿生机器鱼。该机器鱼由头部、主动身体段、被动身体段及柔性尾鳍构成,其中被动身体段通过变刚度机构实现柔性身体刚度的动态调节,实验数据显示其刚度调节范围为0.128~0.697 Nm/rad。理论层面,建立了机器鱼的运动学模型与拉格朗日动力学模型,并借助计算流体力学(CFD)技术获取精确的水动力参数,通过仿真与实验的对比分析,探究机器鱼的游动性能。结果表明:通过调整身体刚度,在驱动频率为0.5 Hz时,机器鱼的游动速度与效率分别提升了14.8%和15.3%;而在驱动频率为2.5 Hz时,速度和效率分别提升了102.6%和106.6%。本研究为高性能仿生机器鱼的设计优化与实际应用提供了理论依据与实验支撑。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 变刚度 动力学模型 游动性能 刚柔耦合
在线阅读 下载PDF
仿生鲔科机器鱼游动性能研究
6
作者 张保成 吴业涛 +1 位作者 张开升 鲁中间 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期251-257,共7页
为研究仿生机器鱼游动过程中鱼体与周围流场之间流固耦合作用机理,以游动效率最高的仿生鲔科机器鱼为研究对象,应用绝对节点坐标法建立机器鱼游动时的动力学模型,使用广义Alpha方法和遗传算法求得机器鱼最优位置函数。将理论结果代入STA... 为研究仿生机器鱼游动过程中鱼体与周围流场之间流固耦合作用机理,以游动效率最高的仿生鲔科机器鱼为研究对象,应用绝对节点坐标法建立机器鱼游动时的动力学模型,使用广义Alpha方法和遗传算法求得机器鱼最优位置函数。将理论结果代入STAR-CCM+耦合流体求解器建立鱼体的游动模型,耦合结果表明当摆动幅值为0.13倍体长,摆动频率在(1.72~2.47)Hz范围内,平均巡游速度为1.2BL/s(BL为机器鱼体长的倍数),机器鱼最佳游动效率为0.4155。结果证实了机器鱼游动过程中通过制造沿尾部脱落的双列反卡门涡街,实现从周围流场汲取能量以维持自身高效率游动。通过分析机器鱼自主游动涡街产生过程得出流场雷诺数在(800~1200)时,机器鱼自主游动产生的反卡门涡街的结构达到最佳尺寸,可为仿生机器鱼效率的提高提供新的思路和方向。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 绝对节点坐标法 遗传算法 流固耦合 游动特性
在线阅读 下载PDF
金枪鱼型仿生鱼外形设计及水动力分析
7
作者 张帅 邓芳 +2 位作者 杜治宇 丁强 杨化林 《舰船电子工程》 2025年第1期83-89,共7页
从水动力学理论的角度分析,鱼类巡游状态下鱼体推力与水阻力组成平衡力系。为获得水动力性能优良的仿生鱼鱼体外形,论文以回转体线形为基础,实现多种鱼体模型的参数化构建并进行阻力分析计算,据此设计阻力性能优良的鱼体线形。结合理论... 从水动力学理论的角度分析,鱼类巡游状态下鱼体推力与水阻力组成平衡力系。为获得水动力性能优良的仿生鱼鱼体外形,论文以回转体线形为基础,实现多种鱼体模型的参数化构建并进行阻力分析计算,据此设计阻力性能优良的鱼体线形。结合理论分析与生物学研究,完成尾鳍参数设计并对其进行水动力分析以确定最优组合。利用经验公式对仿生鱼整体阻力进行估算并进行仿真验证,结果证实所设计仿生鱼外形拥有优良的阻力性能。 展开更多
关键词 黄鳍金枪鱼 回转型鱼体 尾鳍水动力 仿生机器鱼
在线阅读 下载PDF
仿生鱼尾摆磁场驱动设计与试验
8
作者 王淑妍 吴志明 +2 位作者 黄治亮 韩钰 蒋旭君 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期165-173,共9页
为提高仿生鱼尾鳍摆动推进能力,提出一种空间磁场驱动模型,实现鲹科类和鲸豚类两种尾摆模式。针对尾鳍摆进空间运动域,开展磁场结构设计并分析其工作原理;在ANSYS Maxwell软件中对定子绕组安匝数和气隙对转子转矩的影响进行电磁仿真,并... 为提高仿生鱼尾鳍摆动推进能力,提出一种空间磁场驱动模型,实现鲹科类和鲸豚类两种尾摆模式。针对尾鳍摆进空间运动域,开展磁场结构设计并分析其工作原理;在ANSYS Maxwell软件中对定子绕组安匝数和气隙对转子转矩的影响进行电磁仿真,并做出试验样机进行试验验证。研究结果表明,在气隙一定时,转子转矩大小随安匝数的增大而增大;当安匝数一定时,转子转矩大小随气隙的增大而减小;根据磁场叠加原理,当转子转动角度在0~30°时,转矩呈先增大后减小的趋势,数值大小关于转动角度30°位置对称;当定子绕组安匝数为600、气隙为1 mm的情况下,转子转矩可以达到最大值1.09 N·m;试验结果证明仿生鱼鱼身和尾鳍的转矩与仿真结果的变化趋势相一致。 展开更多
关键词 仿生鱼 空间磁场 尾摆推进 样机与试验
在线阅读 下载PDF
受限管道环境中仿生机器鱼的自主游动性能分析
9
作者 谢鸥 周大卫 +1 位作者 沈灿 张陈波 《船舶工程》 北大核心 2025年第1期157-164,共8页
[目的]为了研究受限管道对仿生机器鱼游动性能的影响,[方法]采用计算流体动力学(CFD)方法对机器鱼在受限管道环境中的自主游动性能进行数值模拟,对管道形状、靠壁距离和摆尾频率等参数对机器鱼自主游动性能的影响进行分析。[结果]结果表... [目的]为了研究受限管道对仿生机器鱼游动性能的影响,[方法]采用计算流体动力学(CFD)方法对机器鱼在受限管道环境中的自主游动性能进行数值模拟,对管道形状、靠壁距离和摆尾频率等参数对机器鱼自主游动性能的影响进行分析。[结果]结果表明:机器鱼靠近管道壁面游动会降低游动速度、推进力和游动效率,机器鱼在方形管道中的游动性能比在圆形管道中好,增大机器鱼的摆尾频率能提高推进力但会降低游动效率。[结论]研究结果可为管道检测机器鱼研发提供一定参考。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 受限管道 自主游动 水动力学 数值模拟
原文传递
环形弹性杆扭转失稳特性的研究及应用
10
作者 谢琦 袁卫锋 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期174-181,共8页
建立了环形弹性杆的有限元模型,研究其在连续扭转作用下的力学响应,分析环形弹性杆在不同约束条件下的多稳态特性。静力学模拟发现,承受扭矩的环形弹性杆在特定约束下发生突弹跳变,但失稳后的环形弹性杆恢复为其初始形状,因而存在循环... 建立了环形弹性杆的有限元模型,研究其在连续扭转作用下的力学响应,分析环形弹性杆在不同约束条件下的多稳态特性。静力学模拟发现,承受扭矩的环形弹性杆在特定约束下发生突弹跳变,但失稳后的环形弹性杆恢复为其初始形状,因而存在循环失稳的独特现象;动力学分析表明,环形弹性杆抗扭的变形模态和突跳翻转的时机不但依赖于其几何及材料性质,而且和扭转速度相关。据此,提出了一种单自由度功能-结构一体式机构,可通过环形弹性杆的扭转产生复杂的波浪形运动并被应用于仿生机器鱼的运动驱动中。与传统的机构相比,环形弹性杆机构结构简单,易于控制,在软体机器人设计中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 环形弹性杆 扭转失稳 有限元 仿生机器鱼
原文传递
基于改进BI-RRT算法的仿生机器鱼路径规划研究
11
作者 卢府成 郭铁铮 《农业装备与车辆工程》 2025年第6期82-87,共6页
针对传统BI-RRT算法在仿生机器鱼路径规划中存在的路径冗余、收敛效率低及狭窄环境适应性差等问题,提出一种三阶段改进策略。首先,通过动态调整目标偏向概率与自适应步长,结合碰撞历史反馈减少无效节点,提升搜索效率;其次,采用贪心剪枝... 针对传统BI-RRT算法在仿生机器鱼路径规划中存在的路径冗余、收敛效率低及狭窄环境适应性差等问题,提出一种三阶段改进策略。首先,通过动态调整目标偏向概率与自适应步长,结合碰撞历史反馈减少无效节点,提升搜索效率;其次,采用贪心剪枝技术剔除冗余节点,缩短路径长度;最后,引入3次B样条插值与势场引导平滑法,优化路径连续性并避免障碍物穿透。仿真实验表明:在普通地图环境下,相较于传统RRT算法,改进算法的路径长度缩短26.6%,规划耗时减少88.9%,节点数仅为RRT算法的23.7%;对比BI-RRT算法,路径长度缩短26.5%,规划耗时降低59.7%,节点数减少47.5%,且在该地图测试中成功率始终保持100%。该算法提升了路径质量与实时性,为复杂水下环境中的仿生机器人运动规划提供了参考。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 路径优化 改进BI-RRT算法
在线阅读 下载PDF
Experimentation of Fish Swimming Based on Tracking Locomotion Locus 被引量:16
12
作者 Hui Yan Yu-min Su Liang Yang 《Journal of Bionic Engineering》 SCIE EI CSCD 2008年第3期258-263,共6页
There are many kinds of swimming mode in the fish world, and we investigated two of them, used by cyprinids and bulltrout. In this paper we track the locomotion locus by marks in different flow velocity from 0.2 m... There are many kinds of swimming mode in the fish world, and we investigated two of them, used by cyprinids and bulltrout. In this paper we track the locomotion locus by marks in different flow velocity from 0.2 m·s^-1 to 0.8 m·s^-1. By fit the data above we could find out the locomotion mechanism of the two kinds of fish and generate a mathematical model of fish kine- matics. The cyprinid fish has a greater oscillation period and amplitude compared with the bulltrout, and the bulltrout changes velocity mainly by controlling frequency of oscillation. 展开更多
关键词 aquatic bionics bionic propulsion fish swimming analysis of locomotion tracking locus
在线阅读 下载PDF
Research Development on Fish Swimming 被引量:3
13
作者 Yanwen Liu Hongzhou Jiang 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第5期17-37,共21页
Fishes have learned how to achieve outstanding swimming performance through the evolution of hundreds of millions of years,which can provide bio-inspiration for robotic fish design.The premise of designing an excellen... Fishes have learned how to achieve outstanding swimming performance through the evolution of hundreds of millions of years,which can provide bio-inspiration for robotic fish design.The premise of designing an excellent robotic fish include fully understanding of fish locomotion mechanism and grasp of the advanced control strategy in robot domain.In this paper,the research development on fish swimming is presented,aiming to offer a reference for the later research.First,the research methods including experimental methods and simulation methods are detailed.Then the current research directions including fish locomotion mechanism,structure and function research and bionic robotic fish are outlined.Fish locomotion mechanism is discussed from three views:macroscopic view to find a unified principle,microscopic view to include muscle activity and intermediate view to study the behaviors of single fish and fish school.Structure and function research is mainly concentrated from three aspects:fin research,lateral line system and body stiffness.Bionic robotic fish research focuses on actuation,materials and motion control.The paper concludes with the future trend that curvature control,machine learning and multiple robotic fish system will play a more important role in this field.Overall,the intensive and comprehensive research on fish swimming will decrease the gap between robotic fish and real fish and contribute to the broad application prospect of robotic fish. 展开更多
关键词 fish swimming Kinematics optimization Motion control bionic robotic fish fish locomotion mechanism
在线阅读 下载PDF
计算流体力学方法在仿生机器鱼中的应用研究进展 被引量:1
14
作者 刘必林 黄小双 +2 位作者 陈新军 张英 孔祥洪 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期719-728,共10页
计算流体力学是研究仿生机器鱼水动力特性的重要数值模拟方法,已在仿生学及海洋学等众多领域得到广泛应用。本文利用CNKI中文数据库及Web of Science核心合集数据库分别检索到201篇中文文献和146篇英文文献,运用Cite Space软件的文献计... 计算流体力学是研究仿生机器鱼水动力特性的重要数值模拟方法,已在仿生学及海洋学等众多领域得到广泛应用。本文利用CNKI中文数据库及Web of Science核心合集数据库分别检索到201篇中文文献和146篇英文文献,运用Cite Space软件的文献计量学分析方法,对文献类型、期刊分布、发文量趋势、作者、研究机构和高被引文献进行了系统分析,并结合关键词网络知识图谱、关键词聚类图谱,探讨了计算流体力学在仿生机器鱼领域中的应用研究热点。结果表明:仿生机器鱼领域中外文献发文量呈现逐年上升趋势,且仿生类期刊及文献具有较高的影响因子与被引频次;研究学科领域涉及工程学、机器人学、力学与材料科学等多个交叉性学科;该领域内研究热点与重点方向为动力学模型、三维流场仿真、设计与制作。针对现有研究的不足,建议未来研究应深入探讨水生生物集群运动仿真、鱼类侧线感知机制和仿生机器鱼水动力试验,以期促进多学科融合,为仿生机器鱼的发展提供科学参考。 展开更多
关键词 计算流体力学 仿生机器鱼 数值模拟 文献计量学 网络知识图谱
在线阅读 下载PDF
基于CFD-PID方法的仿生鱼自推进运动研究 被引量:1
15
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。 展开更多
关键词 仿生鱼 自推进 PID控制 BCF模式
原文传递
侧喷射流的仿生鱼表面减阻优化研究
16
作者 刘国勇 宋中鑫 朱冬梅 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期236-244,共9页
为了研究射流孔结构参数对水下射流减阻的影响,以金枪鱼为仿生对象建立仿生鱼模型,通过模拟鲨鱼鳃在仿生鱼模型侧面添加射流孔建立了射流模型.采用数值模拟方法,分析主流场速度及射流孔的形状、高度、位置、高宽比等单因素对仿生鱼表面... 为了研究射流孔结构参数对水下射流减阻的影响,以金枪鱼为仿生对象建立仿生鱼模型,通过模拟鲨鱼鳃在仿生鱼模型侧面添加射流孔建立了射流模型.采用数值模拟方法,分析主流场速度及射流孔的形状、高度、位置、高宽比等单因素对仿生鱼表面减阻的影响规律.通过Design-expert软件对射流孔的结构参数进行响应面多目标参数优化,进一步分析了不同射流孔的结构参数在相互作用时对仿生鱼表面减阻的影响,最终确定了在距离鱼首5 mm处添加形状为后三角形,高度为6 mm,高宽比为4的射流孔时能够达到比较理想的减阻效果,此时模型的总阻力为2.51021 N,相应的减阻率为6.49%.本文通过深入分析射流孔结构参数的影响,为水下射流减阻技术提供了重要的理论基础和实验指导,为仿生技术在水下流体力学领域的应用拓展了新的可能性. 展开更多
关键词 仿生鱼 减阻 数值模拟 响应面法
在线阅读 下载PDF
上一页 1 2 9 下一页 到第
使用帮助 返回顶部