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J-GLOBAL ID：202002230212730888   整理番号：20A0477994

マクロ繊維複合材料作動による小型尾部フィン様推進により発生する水中振動性能と3D渦分布【JST・京大機械翻訳】

Underwater oscillation performance and 3D vortex distribution generated by miniature caudal fin-like propulsion with macro fiber composite actuation

著者 (8件)： Junqiang Lou (College of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo, PR China) ,  Junqiang Lou (State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, PR China) ,  Yiling Yang (College of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo, PR China) ,  Chuanyu Wu (School of Mechanical Engineering and Automation, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, PR China) ,  Guoping Li (College of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo, PR China) ,  Tehuan Chen (College of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo, PR China) ,  Tehuan Chen (State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, PR China) ,  Jianqiang Ma (College of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo, PR China)
資料名： Sensors and Actuators. A. Physical  (Sensors and Actuators. A. Physical)
巻： 303  ページ： Null  発行年： 2020年 
JST資料番号： B0345C  ISSN： 0924-4247  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： BCF(Bodyおよび/またはCaudal Fin)魚類を模倣する水中生体模倣推進システムはかなりの注目を集めている。本論文では,koi魚の形態と運動学に基づく小型尾状フィン様推進装置を提案した。推進は柔軟な繊維ベース圧電アクチュエータ,Macro繊維複合材料(MFC)により作動させた。真空製造手順を用いて,提案した素子の成分を結合した。異なる定常状態正弦励起における提案推進の水中振動性能を実験的に調べた。計算流体力学(CFD)解析を行い,振動推進システムにより発生する三次元流れを調べた。MFCアクチュエータにより与えられる内部曲げモーメントがせん断力により置き換えられる単純化モデルを得られた実験データに基づいて作成した。CFDシミュレーションにより,安定期間中の推進システムによって発生した最大瞬間および平均推力は,それぞれ,21.5および9.5mNであることを実証した。これらはLighthillのelonggaed-body理論と一致した。次に,種々の位置で交差する7つの二次元平面を用いて,推進の周りの瞬間的渦度の不均一な空間分布を可視化した。CFD結果は,フィンの独特の形状のために,後縁の後縁と前縁の周りの渦度分布がかなり異なることを示唆した。逆カルマン渦列パターンが,尾鰭の後縁の背後に観察された。このことは,衝上生成パターンを示している。一方,カルマン渦列パターンは前縁の前に明瞭に観測される。これは,ドラッグ生成パターンを示す。その結果,尾状フィン様推進装置の形状と形状効果を同定した。これらの結果は,振動フィン様推進システムによる水中車両の設計に有益である。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *フィン ,  励起 ,  前縁 ,  後縁 ,  三次元流 ,  簡素化 ,  推力 ,  渦度 ,  二次元 ,  曲げモーメント ,  可視化 ,  *三次元 ,  推進システム ,  Karman渦列 ,  計算流体力学

著者キーワード (6件)： 水中生体模倣推進 ,  身体および/または尾のフィン(BCF)モード ,  マクロ繊維複合材料(MFC) ,  流体-構造相互作用 ,  3D渦分布 ,  ko魚

分類 (1件)： ロボットの設計・製造・構造要素  (IC04013A)

タイトルに関連する用語 (10件)： マクロ ,  繊維 ,  複合材料 ,  尾部 ,  フィン ,  推進 ,  水中 ,  3D ,  渦 ,  分布