仿生扭波推进模型航行试验研究

为研究长鳍扭波推进的水动力性能,在对尼罗河魔鬼鱼形体构造、游动模式研究的基础上,研制了一种仿生长鳍扭波推进航行器.该推进器能逼真地模仿尼罗河魔鬼鱼长背鳍的扭波运动模式,产生强劲的水动力.在水池中开展扭波推进模型航行试验,得到了航行速度与扭波频率的关系曲线.该曲线表明:扭波推进模型的航行速度与扭波频率成正比.提出了一种测量机器鱼鱼鳍推水功率的实验方法,实验结果表明:扭波长鳍的推水功率与扭波频率的3次方成正比.     

用坐标空间重正化群(PSRG)方法求解二维正方格子铁磁系统的临界指数

本文采用坐标空间重正化群方法(PSRG),对二维正方形点阵最近邻伊辛模型铁磁系统,求解了五个自旋组成块体的临界指数,在块体哈密顿量中保留到的量级。将本文结果与伊辛模型严格计算的理论值、各种临界指数的实验值、以及二维三角点阵三个自旋组成块体的临界指数计算值相比较,可以看到,本文的计算结果均比三角点阵三自旋组成块体的计算值有所改进。     

加热对圆柱绕流影响的热线测量

首次给出了风洞中加热圆柱涡脱落受加热功率控制的热线测量结果。实验表明:当Re>Re_c时,加热使涡脱落频率f下降,甚至完全抑制涡脱落;加热使涡脱落处于临界状态时,其涡脱落频率f_c与来流风速U成正比;加热可影响圆柱绕流的涡脱落模式,使热线功率谱的单峰变为双峰。     

棱纹面与洛仑兹力对湍流边界层特性影响的比较

用氢气泡技术对棱纹面平板以及施加行波式洛仑兹力的平板水边界层开展流动显示实验研究,探讨棱纹面与行波式洛仑兹力影响湍流边界层相干结构的作用机理.实验结果表明,棱纹面与洛仑兹力促进了边界层由层流向湍流的转捩;而对于湍流边界层,在一定的无量纲参数范围内棱纹面与行波式洛仑兹力都能实现边界层的局部减阻,相应地湍流边界层粘性底层低速条带平均间距有所增加.     

展向局部加热与圆柱尾流的绝对不稳定性

采用对圆柱展向局部电加热的方式,在水槽中实验研究了临界/亚临界雷诺数圆柱尾流的绝对不稳定性.利用可控电加热改变圆柱表面温度分布,对二维圆柱绕流引入局部三维扰动,观察其对于临界/亚临界雷诺数圆柱尾流稳定性的影响.研究表明,在临界雷诺数状态,圆柱绕流尾流具有绝对不稳定性;在亚临界雷诺数状态,圆柱绕流尾流则是对流不稳定的.加热圆柱展向局部涡脱落存在锁频现象.     

一维三体碰撞过程的数值实验研究

力学中常常将物体之间的相互作用描述为碰撞过程,两体碰撞模型广泛地运用于处理各种物理问题,然而现实世界中普遍存在着多体碰撞.文中建立了三体碰撞过程的动力学方程组,对一维完全弹性三体碰撞进行了数值实验研究.研究结果表明,三体碰撞物体的分离速度与物体之间相互作用过程的细节有关,一般情况下不能简化为相继的两次两体碰撞求解.     

激光探测气泡尾流研究

概述了探测气泡尾流的基本原理和重要现实意义.气泡尾流中包含有运动舰船的相关信息,激光穿过气泡尾流区域时会发生散射现象,通过对散射光的探测和分析,能达到对舰船的探测、辨别、识别的目的,这也是研制光制导鱼雷的基础.综述了目前国内外在这一领域的研究成果及研究现状,提出了将激光探测气泡尾流应用于实践亟待解决的理论和实践上的具体问题,同时对研究前景进行了展望.     

背鳍扭波推进的水动力性能测试与分析

为了研究柔性长鳍扭波推进机理,设计了一套模仿背鳍扭波运动的试验装置,并测试了背鳍扭波推进系统在循环水槽中的水动力。测试过程中,主要研究了背鳍推进系统在不同来流速中改变鳍条摆动频率时表现的推力特性。实验结果表明:相同频率扭动下的背鳍,在低速来流时产生的推力要大于高速来流时的推力;来流给定时,背鳍产生的推力与鳍条频率的平方成正比。     

背鳍扭波推进运动的附加转动惯量

由于背鳍扭波推进运动方式不同于鳗鲡模式鱼体横波运动,细长体理论不能直接运用于尼罗河魔鬼鱼(GNF)的长背鳍扭波推进水动力性能的计算.为此,建立了计算鳍面与流体相互作用力的附加质量方法和附加转动惯量方法.对于背鳍扭波鳍条的摆动方式,首先提出计算附加质量的分离泡模型;其次,用偏心率e接近l的扁椭圆柱代替鳍条,运用势流理论计...     

行波推进仿生机器鱼

介绍5种常见的鱼类游动模式,分析讨论仿生机器鱼的生物学原型。基于对裸臀鱼属(gymnarchus niloticus)与裸背鳗属(gymnotus carapo)活体鱼的实验研究,建立了长背鳍扭转行波动态曲面的数学模型。依靠长鳍行波实现推进与控制的新型仿生机器鱼,其基本结构是"刚性身体"与"柔性背鳍"的组合,这有利于改善现有摆动式机器鱼的技术性能。裸臀鱼属与裸背鳗属鱼类可作为发展特种机器鱼潜艇的生物学原型,以提高现行水下航行器的效率和机动性能。