力学与实践

作者：徐康康, 银波, 石艳柯, 郭迪龙, 黄顺,

关键词：双鱼游动, 浸没边界法, 水动力, 游动性能,

为探索鱼类在群聚游动中水动力相互作用以及游动性能的影响，采用基于虚拟单元的锐利界面浸没边界法对双鱼以不同横向间距、纵向间距和尾摆相位差游动的问题进行了数值研究，并对双鱼的水动力性能和流场进行了综合分析。研究结果表明，在适当的位置和相应的尾摆相位差下，跟随鱼的游动性能可以得到显著的提高，同时影响领头鱼的游动性能。本文建议横向间距的最佳选择不应小于0.3倍体长。此外，通过考虑流场压力来探究双鱼间的水动力相互作用机制，发现双鱼间推力的产生同时受贴体压力和尾流动力的影响。分析表明，这两种影响的主导地位会随着双鱼间的位置变化而改变，当流向间距小于0.4倍的体长时，由贴体压力主导，当流向间距大于0.4倍的体长时，则改为由尾流动力所主导。这项研究可以为生物的集群游动力学机理提供一些见解，并支撑仿生潜航器的研制。

来源：2024年第5期

《力学与实践》期刊编辑部

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