鳄鱼游动推进机制动力学分析

作者：冯创新; 蒋建平^*; 白宏磊; 何俊轩; 曾钦; 卓志钦

来源：中山大学学报：自然科学版（中英文）, 2023, 1-8.

DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2023B041

• 仿生鳄鱼
• 摆尾推进
• 动力学建模
• 游动效率

建立了鳄鱼水中摆尾游动的动力学模型，并利用Froude游动效率理论给出了鳄鱼推进效率的计算方法。结果表明：鳄鱼游动过程中，稳态平均游速随摆动频率、幅值和波长的增大逐渐增大。其中，增加摆动频率对提高游速的贡献最大，增加摆动波长的贡献最小；推力功率随着摆动频率、幅值和波长的增大逐渐增加，功率损耗也逐渐增加；当鳄鱼摆动频率为0.7 Hz、摆幅为0.2 m、波长为1.2 m时，游动效率达到最大为64%；游动效率随着Re的增大，呈现先增大后减小的趋势，在Re为3×105时达最大值；游动效率随着St的增大而逐渐趋近于55%的稳定值。研究结果对研制仿鳄鱼机器人具有重要参考价值。

• 单位
  中山大学; 航天学院