鳗鲡模式游动的鱼体变形曲率波的传播特性研究

论文摘要

将鳗鲡模式游动的七鳃鳗简化成材料性质均匀的变截面黏弹性梁,通过数值方法求解鱼体在主动弯矩波(作为激励的驱动波)的驱动下匀速游动时身体变形曲率波的传播特性.结果表明,当主动弯矩的驱动频率高于鱼体结构基频时,可以观察到曲率波相对于驱动波存在相位滞后,且越靠近尾部滞后现象越明显,这意味着曲率波的波速小于驱动波的波速,也间接地验证了前人的实验结果.通过参数研究发现,鱼体变形曲率波与驱动波的波速比与表征流体黏性作用的雷诺数无关,而与表征驱动波和鱼体材料属性的无量纲激励频率、激励波长及鱼体黏性系数有关.对于鳗鲡模式游动的鱼类,曲率波与驱动波的波速比随着无量纲激励频率和波长的增大而降低,随着鱼体黏性系数的增大而增大.进一步研究发现,通过小扰动分析得到的组合相似性参数Π可以统一描述波速比与激励参数、材料参数之间的关系.

论文目录

• 引言
• 1 研究模型与研究方法
•   1.1 黏弹性梁的鱼体模型
•   1.2 参数的无量纲化
•   1.3 小变形下的线性化分析
• 2 计算结果
•   2.1 参数的选取和计算方法
•   2.2 结果分析
• 3 分析与讨论
•   3.1 雷诺数Re对波速比的影响
•   3.2 鱼体黏性ω0μ/E对波速比的影响
•   3.3 激励波长λact/L对波速比的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 沈昊嫣,朱博闻,王智慧,余永亮

关键词: 鳗鲡模式游动,七鳃鳗,主动弯矩波,曲率波

来源: 力学学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 中国科学院大学生物运动力学实验室

基金: 国家自然科学基金项目(11372310),中国科学院前沿科学重点研究计划(QYZDB-SSW-SYS002),中国科学院青年创新促进会项目(2017490)资助

分类号: O35

页码: 1022-1030

总页数: 9

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