文章标题：基于双向流固耦合仿真的仿生鲣鱼尾鳍水动力特性研究

文章作者：张禹, 刘鸿瑞, 赵文川, 彭龄慧, 张思卿
关 键 字：仿生;鲣鱼尾鳍;双向流固耦合;水动力特性
文章摘要：为揭示鲣鱼尾鳍高效推进的水动力学机理，通过双向流固耦合数值模拟方法开展仿生鲣鱼尾鳍水动力特性研究。研究分析了不同摆动角度、频率及结构特征对尾鳍瞬时推力、平均推力、推进效率和流场特性的影响规律。结果表明，尾鳍的摆角幅度在25°～30°时，可以有效提高推进力，但超过30°时推进力提升不显著并且瞬时侧向力的峰值与谷值差异更明显，曲线震荡更剧烈，导致稳定性下降。摆动频率在0.8～1 Hz范围内柔性尾鳍游动效率最优。变厚度柔性尾鳍与等厚度柔性尾鳍相比，具有更好的推进性能，满足了真实意义上的鱼类尾鳍构造特点。研究结果可为仿生鲣鱼尾鳍的结构设计与运动控制提供实验依据。