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Hydrodynamics study of dolphin’s self-yaw motion realized by spanwise flexibility of caudal fin

Journal of Ocean Engineering and Science 2022年第3期7卷 213-224页

作者： Zhihan Li Dan Xia Jiabo Cao Weishan Chen Xingsong Wang School of Mechanical Engineering Southeast UniversityNanjingJiangsu 211189China State Key Laboratory of Robotics and System Harbin Institute of TechnologyHarbin 150080China

The hydrodynamic performance of the virtual underwater vehicle under self-yaw is investigated numerically in this paper,we aim to explore the fluid laws behind this plane motion achieved by the bionic flexibility,especially the spanwise flexibility of the caudal *** kinematics of the chordwise flexible body and the spanwise flexible caudal fin are explored through dynamic mesh technology and user-defined functions(UDF).The 3-D Navier-Stokes equations are applied to simulate the viscid fluid surrounding the bionic *** study focuses on quantitative problems about the fluid dynamics behind the specific motion law,including speed of movement,energy loss and working *** current results show that the self-yaw can be composed of two motions,autonomous propulsion and active *** addition,the degree of the flexible caudal fin can produce different yaw *** chordwise phase differenceФis dominant in the propulsion function,while the spanwise phase differenceδhas a more noticeable effect on the steering *** pressure distribution on the surface of the dolphin and the wake vortex generated in the flow field reasonably reveal the evolution of *** properly turns out that the dolphin can combine the spanwise flexible caudal fin and the chordwise flexible body to achieve self-yaw motion.

关键词： self-yaw dolphin Spanwise flexibility Caudal fin Numerical simulation Hydrodynamic performance

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