换一批鲹科鱼类中鳍相互作用对自主游动性能影响研究
STUDY ON THE INFLUENCE OF CARANGIFORM FISH MEDIAN FINS INTERACTION ON AUTONOMOUS SWIMMING PERFORMANCE
摘要鱼类通过中鳍(背鳍、臀鳍和尾鳍)之间的相互作用可实现比只利用尾鳍游泳更高的推进性能,但当前多数研究仍是基于身体尾鳍模型,采用躯干和尾鳍摆动推进研究鱼类游泳性能和游动机理.为了解鲹科鱼类中鳍相互作用对自主游动性能的影响,利用高精度三维激光扫描仪建立了真实的鱼体几何模型,对具有完整中鳍的鲹科鱼类自主游动行为进行了三维数值模拟.通过求解鱼体从静止加速到巡游状态的游动过程,比较了不同相位差下鲹科鱼类的游泳性能,并详细分析了鱼体尾部的涡流动力学.结果表明:由于背鳍和臀鳍摆动脱落的后体涡(PBV)在向后传播过程中会被尾鳍前缘捕获并与前缘涡(LEV)相互作用,增强LEV的强度,从而极大提升鲹科鱼类游泳性能.与只依靠身体尾鳍游泳模型相比,推力最高提升了 26.11%,效率最高提升了 18.15%,游泳速度最高提升了 60.14%.揭示了鲹科鱼类中鳍间相互作用的机制,阐明了鲹科鱼类中鳍相互作用对自主游泳性能增强的流体动力学机理,为鲹科鱼类游泳性能与游动机理的研究提供了新的见解.
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关键词
自主游动中鳍游泳性能涡流动力学身体/尾鳍模式游泳autonomous swimmingmedian finsswimming performancevortex dynamicsbody/caudal fin mode swimming
栏目名称
DOI
10.6052/0459-1879-25-165
发布时间
2025-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
国家重点研发计划（2024YFC3212500）
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