进一步完善了动态混合网格生成技术,提高了复杂外形大变形或大位移动态混合网格生成的自动化程度,建立了时空二阶精度的非定常计算方法,解决了动网格计算的几何守恒律问题,初步发展了鱼体单自由度自主游动的耦合计算方法。利用以上技术,数值模拟了单个鱼体的巡游问题,对鱼体摆动频率与推力之间的关系进行了研究,发现在一定的摆动频率下会产生推力,对应的尾迹流动中出现反向Karman涡街,进一步证实了文献结论;在湍流情况下,虽然摩阻较层流状态有所增加,但是形阻大幅减低,因此总阻力更小,更有利于鱼体产生更大的推力;比较了月牙尾、半圆形尾和扇形尾等三种尾部形状对尾迹流动的影响,发现月牙尾形状的功耗最低,鱼体推力并不完全和尾部面积的二阶距呈线性关系。数值模拟了二维鱼体前后串列巡游、三角排列巡游、钻石型排列巡游的非定常流场,比较了鱼体间不同横向间距、流向间距、相位差对各个鱼体的干扰效应,研究发现在一定的条件下,后部的鱼体能够利用旋涡间的有利干扰,降低阻力,减少功耗。进一步开展了三维简化鱼体群游的相互干扰数值模拟研究,发现在三维情况下,尾迹中的旋涡干扰更加复杂,要得到优化的群游阵型需要综合考虑各鱼体间的游动方式。
英文主题词Dynamic hybrid grid;Unsteady flow solver; Fish swimming;Fish schooling;