《流體動力學中虛功率原理的建立及套用》是依託中國科學院大學，由余永亮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：流體動力學中虛功率原理的建立及套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：余永亮
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目旨在從拉格朗日力學出發，推導出一種適用於流體動力學分析的具有清晰物理意義的理論分析方法- - 流體動力學中的虛功率原理，並選取圓柱和自主遊動的魚體等為研究對象，研究單物體繞流和多物體繞流問題，分析其中影響物體表面流體動力產生和變化的關鍵物理機制，為流動控制提供足夠的理論依據，甚至可以探討流動控制的指導方案。
結題摘要
在流體動力學研究或工程實踐中，人們一直在關注流場中影響物體受到流體動力的關鍵物理機制，特別是運動物體或者變形物體在複雜流場中受到流體動力的作用機制。通常情況下，流場中物體的受力是通過對物體表面的壓強和摩擦力進行表面積分得到的，這難以分析出物體受力的成因。在本項目的資助下，建立一套流體動力學分析的理論分析方法——虛功率原理及其推論，該原理適用於符合連續介質假設和應力柯西原理的流體，通過對典型例子的分析，證明該原理可以分析作用在物體表面的流體動力的成因——非定常效應(如附加質量效應)、邊界動能分布效應(如Magnus效應)、流場渦結構對力的貢獻、粘性效應(如Stokes阻力)以及流體體積力效應(如浮力)，這有效地揭示了作用在物體上的流動動力產生和變化的關鍵物理機制，有利於加深對物理規律的認識。在魚類遊動的機理研究方面，從鰺科魚類的強機動運動(C型起動)和鱒鮭魚類的長距離巡遊最佳化兩個方面進行了探討，分別揭示了C型起動中存在曲率行波對機動性能的有益控制機理以及魚體的標準代謝能耗在巡遊性能最佳化中的作用，從而對魚類遊動有了進一步的了解。
