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Cormorant Webbed-feet Support Water-surface Takeoff:Quantitative Analysis via CFD

Journal of bionic Engineering 2021年第5期18卷 1086-1100页

作者： Jinguo Huang Jianhong Liang Xingbang Yang Hongyu Chen Tianmiao Wang Robotics Institute Beihang UniversityBeijing 100083China Institute of Micro Technology and Medical Device Technology Technical University of Munich85748 GarchingGermany Media Lab Massachusetts Institute of TechnologyCambridgeMA 02139-4307USA

The bio-inspired aerial–aquatic vehicle off ers attractive perspectives for future intelligent robotic ***’s webbed-feet support water-surface takeoff is a typical locomotion pattern of amphibious water birds,but its highly maneuverable and agile kinetic behaviors are inconvenient to measure directly and challenging to calculate *** paper presents a numerical Computational Fluid Dynamic(CFD)technique to simulate and reproduce the cormorant's surface takeoff process by modeling the three-dimensional biomimetic *** numerical analysis of the fluid flows and hydrodynamic forces around a cormorant’s webbed feet,body,and wings are conducted,which are consistent with experimental results and theoretical *** results show that the webbed feet indeed produced a large majority of the takeoff power during the initial takeoff *** lift and greater angle of attack are generated to bring the body off the water as soon as *** the discussion of the mechanism of the cormorant’s water-surface takeoff and the relevant characteristics of biology,the impetus and attitude adjustment strategies of the aerial–aquatic vehicle in the takeoff process are illustrated.

关键词： Aerial-aquatic vehicle Cormorant’s takeoff Quantitative hydrodynamic analysis Computational Fluid Dynamics(CFD) Multiphase flow bionic prototype verification

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