由泡驱动的旋转游泳者的自发兴起
Minglu Dai1, Chengxu Tu1, Pengfei Du1
1Zhejiang Provincial Key Laboratory of Flow Measurement Technology, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China.
受风散播种子的启发,开发了新的泡驱动旋转游泳器 (WS). 最佳的叶片折叠角度 (20-30°) 最大限度地提高了游泳性能,为水下数据收集和混合提供了潜在的可能性.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 风散播的种子利用旋转延长旅行.
- 开发高效的微型游泳器对于水下应用至关重要.
研究的目的:
- 设计和评估一个新的泡驱动的三叶片旋转游泳器 (WS).
- 为了研究叶片折叠角度对游泳表现的影响.
- 探索潜水数据收集和混合的潜在应用.
主要方法:
- 设计了四种类型的WS,具有不同的叶片折叠角度 (10-60°).
- 评估的游泳性能,包括速度和角频率.
- 开发了一种机械模型来分析力量和能量.
主要成果:
- 速度与折叠角度线性增加;角频率达到一个非对称点.
- 最佳性能 (斯特劳哈数和旋转能量) 发生在20°-30°折叠角度.
- 提升力和阻力力取决于互动;WS-IV显示出最高的性能.
结论:
- 最优的折叠角度范围反映了诸如树萨马拉落等自然现象.
- 泡驱动的WS为高效的水下机动提供了一个有前途的平台.
- 潜在的应用包括无线水下数据收集,传输和增强混合.
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