Fish-like swimming in oblique flows: A numerical investigation
Fish-like swimming in oblique flows: A numerical investigation
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斜流中的鱼状游动：数值研究
DOI：
10.1016/j.oceaneng.2021.109005
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发表时间：
2021-06
影响因子：
5
通讯作者：
T. Q. Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
J. Y. Shao;T. Q. Li
尽管这是鱼类和水下航行器的常见情况，但对于在倾斜流入的水流中游泳的类鱼体的研究却很有限。目前的工作采用浸入式边界晶格玻尔兹曼方法来数值研究该问题的动力学。提出了一种更全面的分析方法，利用有效力参数将攻角 (AOA) 合并到传统力参数中，用于研究非零攻角情况下的动力学。提出了动态性能、周期特征和流场特征方面的几个明显特征。对于动力性能而言，波动幅度在推力产生中比波动形式更占主导地位。傅里叶谱揭示的周期性特征随着迎角的增大而变得越来越复杂。此外，还确定了三种流态，其中一种观察到时间和空间上具有不同阶数的分层涡流结构。波动产生的小尺度涡街在时间和空间上都是“局部”的，它嵌入在身体和自由流产生的大尺度涡街之中。
Although being a common situation for fish and underwater vehicles, limited research has been reported for a fish-like body swimming in oblique incoming flows. The present work employs the immersed boundary-lattice Boltzmann method to numerically study the dynamics of this problem. A more comprehensive analysis method, which utilizes the effective force parameters that consolidate the angle of attack (AOA) into the traditional force parameters, is proposed for investigating the dynamics of cases with non-zero AOA. Several distinct features in terms of the dynamic performance, the periodic features, and the flow field characteristics are presented. For the dynamic performance, undulation amplitude plays a more dominant role than the undulation form in thrust generation. The periodic features revealed by the Fourier spectra present increasing complexity with larger AOA. Besides, three flow regimes are identified, one of which observes hierarchical vortex structures with different orders in time and space. The small-scale vortex street generated by undulation is “local” in both time and space, and it is embedded in the large scale vortex street generated by the body and the free-stream.
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DOI：
10.1103/physreve.65.036708
发表时间：
2002-03
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
Chi-Wang Shu;X. Niu;Y. Chew
通讯作者：
Chi-Wang Shu;X. Niu;Y. Chew
DOI：
--
发表时间：
1985-11
期刊：
The Journal of Experimental Biology
影响因子：
--
作者：
R. Wassersug;K. Hoff
通讯作者：
R. Wassersug;K. Hoff
DOI：
--
发表时间：
2005
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
0.9
作者：
C. Breder
通讯作者：
C. Breder
影响因子：
2.4
作者：
Zhen Chen;C. Shu;D. Tan;X. Niu;Q. Li
通讯作者：
Zhen Chen;C. Shu;D. Tan;X. Niu;Q. Li