一种仿生鱼外流场数值模拟方法和系统技术方案

技术编号:42481007 阅读:21 留言:0更新日期:2024-08-21 13:01
本发明专利技术公开了一种仿生鱼外流场数值模拟方法和系统,包括:将仿生鱼的外形网格化,生成初始网格,并通过径向基函数插值方法对其进行变形。采用数值方法求解Navier‑Stokes方程组,模拟仿生鱼在外流场中的运动。根据仿生鱼的运动状态和流场变化,利用径向基函数插值方法对网格进行动态变形,并融合重叠网格。使用数值方法对流场离散化,并通过迭代求解和时间步进计算仿生鱼的运动轨迹和流场分布。分析数值模拟结果,通过与实际观测数据的比较,验证模拟的准确性和可靠性。本发明专利技术的优点是:提高了仿真结果的精度和稳定性,同时降低了计算复杂度,实现了高效率的数值计算。能够真实地模拟鱼类在水中的运动,为鱼类游动行为和水动力学的研究提供了有力支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下机器人仿生流体力学,特别涉及一种基于融合重叠网格及径向基函数插值网格变形技术的仿生鱼外流场数值模拟方法和系统


技术介绍

1、近年来,海洋资源的大规模开发成为热点问题,需要研究出优异性能的仿生机器。鱼类动物展现出优异的游动能力,因此对鱼类游动展开了大量的研究。计算流体力学通过计算机和数值方法求解流体力学的控制方程,模拟和分析流体力学问题,利用计算流体力学模拟对鱼类游动进行数值研究可以弥补理论研究和实验研究的不足。然而,计算流体力学模拟在处理复杂的移动和变形几何形状时面临着重大挑战。当试图模拟鱼类和其他水生生物的游泳时,这种挑战变得特别相关,其中身体形状和周围的流体域在运动过程中不断变化,在基于网格的计算流体力学技术中,为了在游动的鱼的区域内重新生成网格,通常需要采用网格重划分策略。然而,网格重划分技术仅限于非结构化网格,并且其应用可能会产生大量的计算费用。此外,生成的网格的质量可能会随着重复的重新网格化而降低,可能导致次优元素、扭曲的角度或其他几何不规则性,这些可能会影响解决方案的精度。为了应对这些挑战,研究人员已经探索了替代方法,例如浸本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:第二步的具体子步骤如下:

3.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:第三步的具体子步骤如下:

4.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:第四步的具体子步骤如下:

5.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:第五步的具体子步骤如下:

6.一种仿生鱼外流场数值模拟系统,其特征在于:该系统能够用于实施权利要求1至5其中一项所述的仿生鱼外流场...

【技术特征摘要】

1.一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:第二步的具体子步骤如下:

3.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:第三步的具体子步骤如下:

4.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在于:第四步的具体子步骤如下:

5.根据权利要求1所述的一种仿生鱼外流场数值模拟方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:何建东吴冲刘鑫李秋洪张博凯崔圆刘佳奇段煜
申请(专利权)人:内蒙古工业大学
类型:发明
国别省市:

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