仿蝠鲼柔体潜水器

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研究团队通过对真实生物的观测得到在游动过程中蝠鲼胸鳍展现出的弦向柔性变形特性，并通过弦向行波方程来模化该复杂变形。在生物游动/飞行过程中，前缘涡被认为有利于高升力的产生，而本文作者通过数值研究创新性的发现鳍尖涡对于胸鳍推进模式推力产生的重要性，以及低速下前缘涡对推力的负影响机制；通过对不同程度弦向变形的模拟发现弦向变形可以有效降低胸鳍的有效攻角，从而降低相关涡结构的强度。蝠鲼正是通过适当的柔性变形使得在不同涡结构的正负影响下，其推力性能达到最优的平衡。本项研究揭示了鳐科生物通过改变胸鳍变形模式增强推力的机制，为仿蝠鲼水下航行器的设计提出了参考性建议。

不同弦向变形下蝠鲼三维涡结构演化

研究团队在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持下，还开展了仿蝠鲼柔体潜水器样机研制与工程应用研究，突破了仿蝠鲼柔体潜水器主/被动变形水动力特性分析、滑-扑多姿态运动模式转换、三维软体胸鳍结构设计、基于CPG的多模式运动控制等关键技术，研制了10kg/100kg/500kg级系列样机，在我国南海海域完成了具有应用能力的仿生柔体潜水器1025m大深度滑扑一体航行试验， 研究成果受到新华社、CCTV-13新闻直播间、中国科学报等媒体报道，并参加了国家“十三五”创新科技成就展（2021.10.21-27），得到广泛关注。

论文链接：

https://doi.org/10.1017/jfm.2021.917

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撰稿：黄桥高

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信息来源：西北工业大学航海学院

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