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摘要：为了探究仿生鱼类机器人在游动时柔性胸鳍的水动力学性能，以鲈形目丽鱼科天使鱼胸鳍为仿生对象，胸鳍材料使用离子聚合物金属复合材料(IPMC)，使用双向流固耦合仿真方法，首先分析不同展弦比参数对其水动力学性能的影响；在此基础上，研究了不同摆动幅值、摆动频率的影响。结果表明，适当加大展弦比后，水动力学性能略微降低，但大幅节省IPMC材料使用；适当增大摆动幅值和频率有利于提高胸鳍水动力学性能；后缘长度取9.24mm，胸鳍展弦比为4.77时，在4V、0.6Hz驱动信号下，仿生胸鳍综合推进性能最优。该研究工作为仿生驱动器的设计及驱动控制奠定了基础。
文章目录
1 胸鳍建模与数值计算方法
1.1 胸鳍外形设计
1.2 流体域控制方程
2 双向流固耦合仿真
2.1 网格划分
2.2 参数设置
3 展弦比对推进性能的影响
3.1 展弦比对推力和侧向力系数的影响
3.2 展弦比对尾涡的影响
4 摆动幅值、频率对推进性能的影响
4.1 胸鳍摆动幅值的影响
4.2 胸鳍摆动频率的影响
5 结论
