“槽道效應(yīng)”在魚群游動中的節(jié)能機制研究

【摘要】：為了揭示魚群游動中的節(jié)能機制,將自適應(yīng)網(wǎng)格投影法和浸沒邊界法進行有機結(jié)合,研究了3條魚組成的魚群基本單位的自主游動.為了使魚群在游動過程中沿直線游動,利用仿生魚的頭部擺動進行了方向控制.通過研究3條魚組成的魚群基本單位發(fā)現(xiàn),當中間的魚落后于前面2條魚時,能夠以較低的擺頻與前面2條魚保持相同的速度前進,即從前面2條魚的尾渦中吸收了能量,達到了節(jié)能的效果.當中間的魚落后大約0.4個身長時游動最省力,其擺頻僅為前面2條魚的54%,"槽道效應(yīng)"的節(jié)能效果最明顯. 【作者單位】： 解放軍理工大學(xué)理學(xué)院;大連理工大學(xué)工業(yè)裝備及結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室;大連理工大學(xué)航空航天學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 自主游動 方向控制 節(jié)能機制 擺頻
【基金】：國家自然科學(xué)基金(10672183) 解放軍理工大學(xué)預(yù)研基金(2009QX13)資助項目~~
【分類號】：Q6
【正文快照】： 引言在自然界中，很多魚類都喜歡成群游動，這不但有利于保護自己，而且可以節(jié)省能量.20世紀70年代，通過對魚群的觀察，提出了“槽道效應(yīng)”的假設(shè)，該假設(shè)認為魚緊密地挨在一起可以有效地利用旁邊渦街誘導(dǎo)出的流動，當同一列中相鄰的魚反相游動時受益更大.從這些必要條件中

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