水翼法推进机理及操纵技术研究

兵工学报 ›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (3): 316-321.

水翼法推进机理及操纵技术研究

张铭钧，刘晓白，储定慧，徐建安，郭绍波

（哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150001）

收稿日期:2009-04-10 修回日期:2009-04-10 上线日期:2014-05-04
通讯作者: 张铭钧 E-mail:zhangmingjun@hrbeu.edu.cn
作者简介:张铭钧（1963—），男，教授
基金资助:
黑龙江省自然科学基金项目（E200831）

Research on Propulsion Principle and Manipulation Technology of the Bionic Turtle Hydrofoil

ZHANG Ming-jun, LIU Xiao-bai, CHU Ding-hui, XU Jian-an, GUO Shao-bo

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, Heilongjiang, China)

Received:2009-04-10 Revised:2009-04-10 Online:2014-05-04
Contact: ZHANG Ming-jun E-mail:zhangmingjun@hrbeu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 研究了水翼法推进机理和操纵技术。通过海龟运动实时状态监测，分析了水翼法推进运动特研究了水翼法推进机理和操纵技术。通过海龟运动实时状态监测，分析了水翼法推进运动特性，从水动力、流场等角度探讨了水翼法推进机理和多元协调操纵方式，建立了水翼推进水动力表达式。为研究水翼运动时流场演变及作用机理，利用Fluent软件进行了水翼运动流体动力学数值模拟，分析了流场和水翼几何参数的变化对推进作用的影响，得出了水翼运动轨迹的形态特征。研制了模块化仿水翼推进载体，进行了载体运动性能试验研究，探讨了载体运动的操纵技术。试验结果验证了水翼法推进的可实现性和仿水翼操纵技术的可行性。

关键词: 工程仿生学, 仿生推进, 水翼法, 操纵技术

Abstract: Propulsion principle and manipulation technology of the bionic turtle hydrofoil

Key words: engineering bionics, bionic propulsion, hydrofoil propulsion method, manipulatio

中图分类号:

TP242.3

张铭钧，刘晓白，储定慧，徐建安，郭绍波. 水翼法推进机理及操纵技术研究[J]. 兵工学报, 2010, 31(3): 316-321.

ZHANG Ming-jun, LIU Xiao-bai, CHU Ding-hui, XU Jian-an, GUO Shao-bo. Research on Propulsion Principle and Manipulation Technology of the Bionic Turtle Hydrofoil[J]. Acta Armamentarii, 2010, 31(3): 316-321.

参考文献

［1］吉爱红, 戴振东, 周来水. 仿生机器人的研究进展［J］. 机器人，2005, 2
7(3): 284-288.
JI Ai-hong, DAI Zhen-dong, ZHOU Lai-shui. Research development of bio-inspir
ed robotics ［J］. Robot, 2005, 27(3): 284-288. (in Chinese)
［2］ Sane S P, Dickinson M H. The aerodynamic effects of wing rot
ation and a revised quasi-steady model of flapping flight［J］. The Journal of
Experimental Biology, 2002, 205: 1087-1096.
［3］ Shyy W, Berg M, Ljungqvist D. Flapping and flexible wings for biologi
cal and micro vehicle［J］. Progress in Aerospace Science, 1999,(35): 455-506.
［4］成巍, 孙俊岭, 戴杰, 等. 仿生机器人运动仿真技术研究［J］. 系统仿真
学报，2005, 17(1): 11-15.
CHENG Wei, SUN Jun-ling, DAI Jie, et al. Research of bionic underwater vehicle'
s motion simulation［J］. Journal of System Simulation，2005, 17(1): 11-15. (in
Chinese)
［5］ Liu P, Bose N. Hydrodynamic characteristics of a lunate shape oscilla
ting propulsor［J］. Ocean Eng, 1999, 26: 519-529.
［6］王肇, 宋红军, 尹协振. 二维机翼非定常运动的涡流场显示—沉浮运动［J
］. 流体力学实验与测量，2004, 18(2): 71-76.
WANG Zhao, SONG Hong-jun, YIN Xie-zhen. The visualization of vortex field of u
nsteady motion for 2-D foil—heaving motion［J］. Experiments and Measurements
in Fluid Mechanics, 2004, 18(2): 71-76. (in Chinese)
［7］苏玉民, 曹庆明, 赖伟成. 仿胸鳍推进系统的水动力分析［J］. 哈尔滨工
程大学学报，2007, 28(7): 727-733.
SU Yu-min, CAO Qing-ming, LAI Wei-cheng. Analysis of the hydrodynamics of a p
ectoral fin propulsor［J］. Journal of Harbin Engineering University, 2007, 28(7
): 727-733. (in Chinese)
［8］ CHU Ding-hui, LIU Xiao-bai, ZHANG Ming-jun. Research on turtle hyd
rofoil motion principle and bionics［C］∥Proceedings of 2007 IEEE International
Conference on Automation and Logistics. Jinan, Shandong: IEEE, 2007：2373-2378.

[1]	谷云庆，赵刚，赵华琳，郑金兴，王飞，肖磊，刘文博. 仿鲨鱼鳃部射流减阻特性的仿真研究[J]. 兵工学报, 2012, 33(10): 1230-1236.
[2]	徐海军，潘存云，张代兵，谢海斌. 液压驱动仿生推进器运动特性的数值仿真[J]. 兵工学报, 2010, 31(11): 1475-1480.
[3]	张成春，任露泉，王晶，张永智. 旋成体仿生凹坑表面流场控制减阻仿真分析[J]. 兵工学报, 2009, 30(8): 1066-1072.
[4]	钮建伟，李志忠. 基于形状的三维头面型聚类分析[J]. 兵工学报, 2009, 30(8): 1084-1088.
[5]	林龙信，沈林成，谢海斌. 单柔性长鳍渡动仿生推进器的设计与实现[J]. 兵工学报, 2008, 29(3): 364-368.