鲹科和鲔科仿鱼机器人自主游动机理的分析与比较

摘要：

采用计算流体力学方法对自主游动的仿鱼机器人进行数值模拟,给定相同的物理模型,将鱼体分别按照鲹科模式和鲔科模式运动学进行游动,提取两种模式的力能学和流场结构信息.通过比较二者的收敛速度、推进力和侧向力、功率消耗和推进效率、流场结构的差异,归纳出提高仿鱼机器人游动性能的影响因素.结果表明,鲹科模式中的"波动鱼尾"和鲔科模式中的"摆动鱼尾"在自主游动中起到了极为可观的作用;鲹科模式具有良好的综合游动性能,只有在合理的参数范围内,鲔科模式的游动性能才会较鲹科更为占优;对于鲔科模式而言,欲获得理想的收敛速度和推进效率,应优先选择合理的最大击水角度,再依据快速和高效的不同目标适当调整相位差.研究结果对于理解鲹科和鲔科仿鱼机器人的自主游动机理、开发新型仿鱼机器人具有重要意义.

关键词：仿鱼机器人、鲹科模式、鲔科模式、运动学、力能学

所属期刊栏目：46

分类号：TP24(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金50905040;哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室自主研究课题SKLRS200801C

在线出版日期：2011-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1-7,15