Resumen

Se propone un modelo cinemático basado en la teoría del cuerpo delgado a partir del movimiento biónico de los peces reales. El método del Panel se aplica al análisis del rendimiento hidrodinámico de forma innovadora, con el método de Gauss-Seidel para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes adicionalmente, para evaluar la deformación flexible del pez al nadar con precisión cuando se satisfacen las condiciones de contorno. Se desarrolla un prototipo físico para imitar la forma del atún con la revolucionaria tecnología de fabricación de prototipos rápidos. El rendimiento hidrodinámico para el hidrofoil rígido oscilante se analiza con el método propuesto, y muestra una buena coherencia con los casos analizados por el software comercial Fluent y los datos experimentales del pez robot. Además, se analiza con el método propuesto el comportamiento hidrodinámico de un hidrodeslizador acoplado, compuesto por un cuerpo de pez flexible y una aleta caudal rígida. Se demuestra que la aleta caudal tiene una gran influencia en el desprendimiento de vórtices de arrastre y que el ángulo de fase es el factor clave en el rendimiento hidrodinámico. Se verifica que la forma del vórtice de salida es similar a la imagen de la curva de movimiento en el borde de salida como la suposición de un plano de vórtice lineal bajo la condición de una pequeña velocidad de downwash. El análisis numérico de la hidrodinámica para el movimiento biónico basado en el método del Panel tiene cierto valor para revelar el mecanismo de natación de los peces.

• Materias:Ingeniería biomédica Bioingeniería Robots Extremidades (Cuerpo Humano) Articulación ósea
• Subjects:Biomedical engineering Bioengineering Robot Limbs (Human Body) Bone joint
• Palabras claves:rendimiento hidrodinámico, métodos propuestos, movimiento biónico, métodos de panel, deformación de peces, análisis de la hidrodinámica, aleta caudal rígida, velocidad de bajada pequeña, cuerpo de pez flexible, mecanismo de natación de peces
• Keywords:hydrodynamic performance, proposed methods, bionic movement, panel methods, deformation of fish, analysis of hydrodynamics, rigid caudal fin, small downwash velocity, flexible fish body, fish swimming mechanism