蝌蚪遊動中複雜渦流場干擾的機理研究

《蝌蚪遊動中複雜渦流場干擾的機理研究》是依託上海交通大學，由胡文蓉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：蝌蚪遊動中複雜渦流場干擾的機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡文蓉
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

本項目以數值模擬和理論分析為主要手段，研究蝌蚪在各種流動環境中遊動的複雜渦流場干擾的機理。這是一項以流體力學為先導的多學科交叉的新研究課題，且具有重要學術價值和高技術套用前景。研究內容主要包括：（1）蝌蚪在均勻流中遊動的渦控制機理；（2）蝌蚪在圓柱附近遊動的流動機理及其控制策略；（3）蝌蚪在圓球附近遊動的複雜渦流場干擾的機理及控制策略。通過研究，揭示蝌蚪在各種流動環境中遊動的複雜渦流場干擾的流動機理，提出獲得高性能的控制策略，並為研製仿生航行器提供新概念和新原理。

結題摘要

與多數魚類不同，蝌蚪並不具有流線型外形特徵，蝌蚪在不同環境下遊動機理的研究具有重大科學意義和學術價值。本項目旨在通過數值和分析手段探索蝌蚪遊動中複雜渦流場干擾的機理，揭示蝌蚪在均勻流場中和在鈍體後遊動、以及蝌蚪並列群游的流動機理。本項目發展了適應於大變形物體的高質量動格線技術，並成功實現了湍流中遊動的模擬。研究證實了蝌蚪的運動方式是與其特殊外形的最佳匹配，發現了蝌蚪在均勻流中遊動時幾種不同的渦環形狀。系統研究了蝌蚪在圓柱和圓球後遊動的尾渦模態和動力學特性，首次揭示了蝌蚪與鈍體尾跡渦干擾的流動機理。研究了蝌蚪並列群游的相互作用，首次分析了其力學性能以及複雜渦流場結構，其結果與實驗觀測現象相互印證。