仿生波动鳍

非常规运动增推力

通过四种非常规波动模式实现推力与升力的解耦控制，使水下机器人能够垂直悬停并灵活机动。

Zhang, Tangjia · 胡桥 · Yangbin, Zeng · Shijie, Li · Xindong, Shi · Liangjie, Sun · Chuan, Jiang · Danfeng, Yue

International Journal of Mechanical Sciences 2025

参数信息

推力提升

5.32 %

技术优势

推力可提升5.32%

在振幅30–40°下采用增幅波形，推力相比固定振幅提升5.32%，直接增强前向推进能力。

升力更大

减幅波形产生比增幅波形更大的升力，有利于垂直运动控制。

内向波升力更高

对向传播波抵消推力但产生显著升力，其中内向波由于尾涡相互作用升力高于外向波，可用于悬停。

应用场景

• 水下机器人：获得可垂直悬停和灵活机动的多模态运动能力。
• 仿生鳍推进器：用四种非常规波形拓宽鳍推进器的运动模式库。
• 水动力性能优化：通过参数化优化确定增推和增升的最佳波形条件。
• 水动力测试装置：为评价非常规波动模式性能提供数值与实验测试框架。
• 仿生水下运动：复现生物原型的垂直和悬停运动模式。