1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文魚類C形起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性及機(jī)理研究姓名：敬軍申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：流體力學(xué)指導(dǎo)教師：尹協(xié)振20050501中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博上學(xué)位論文效果。為了進(jìn)一步研究魚類c形起動(dòng)的細(xì)節(jié)，本文在活魚實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立了一個(gè)c形起動(dòng)的二維模型，并利用FLUENT軟件對(duì)二維模型進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，=維模型的尾跡流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果與真實(shí)的魚類c形起動(dòng)的尾跡流場(chǎng)類似，但也存在一些不同點(diǎn)；在二維模型里，魚體的外形對(duì)于C形起動(dòng)的尾跡流場(chǎng)并無明

2、顯的影響?；铘~觀測(cè)實(shí)驗(yàn)和二維模型分析認(rèn)為。魚類在完成c形起動(dòng)過程中，可以把魚的動(dòng)作分解為軀干動(dòng)作和尾鰭動(dòng)作。其中尾鰭動(dòng)作是不同魚類c形起動(dòng)過程中共有的相似動(dòng)作，也是整個(gè)C形起動(dòng)過程中最主要的動(dòng)作。因此在簡(jiǎn)化魚類c形起動(dòng)的物理問題時(shí)，可以認(rèn)為尾鰭動(dòng)作是魚類C形起動(dòng)的特征動(dòng)作。本文用模型實(shí)驗(yàn)?zāi)M了尾鰭在C形起動(dòng)中的動(dòng)作特征。運(yùn)動(dòng)過程由三部分組成：翼型從初始位置擺到最大擺幅所需時(shí)間Tu，翼型在最大擺幅處停頓時(shí)間Ts和從最大擺幅回到初始位置時(shí)間

3、Td。研究發(fā)現(xiàn)，決定尾跡流場(chǎng)的主要參數(shù)是Ts，Ts是否為0決定了流場(chǎng)的不同結(jié)構(gòu)：Tu、Td的大小決定了尾跡流場(chǎng)中旋渦的強(qiáng)度，一般說，時(shí)間越短，其對(duì)應(yīng)的旋渦越強(qiáng)；擺動(dòng)的最大幅度同時(shí)也影響了流場(chǎng)中旋渦的強(qiáng)度以及相應(yīng)位置，但對(duì)于流場(chǎng)的特征結(jié)構(gòu)無影響作用。最后，本文根據(jù)魚類尾鰭的種類，選取了五種代表性的尾鰭形狀作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，研究了不同形狀的尾鰭模型在C形起動(dòng)過程中產(chǎn)生的尾跡流場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)不同尾鰭模型誘導(dǎo)產(chǎn)生的尾跡流場(chǎng)特征各不相同；進(jìn)而，測(cè)量了不同尾

4、鰭模型在C形起動(dòng)過程中所受的力和力矩，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)分析和總結(jié)；發(fā)現(xiàn)在前后半個(gè)周期比值相同的情況下(即Tu：Td相同)，同一尾鰭模型受的力矩大小與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的平方(Tu或Td)成反比關(guān)系，即MT～；不同尾鰭模型之間可以用無量綱面積三階矩歸一化，求得近似一致的力矩系數(shù)。本文還分析了不同形狀尾鰭對(duì)機(jī)動(dòng)性能的影響，發(fā)現(xiàn)鯽魚形性能最好，鯊魚次之，燕尾形最差，結(jié)論與自然界魚類的進(jìn)化趨勢(shì)相吻合。關(guān)鍵詞：C形起動(dòng)，鯽魚，黃顙魚，Weihs