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研究生: 詹皓偉
論文名稱: 慈鯛科魚類自由游泳之水力學分析
Hydrodynamics of a freely swimming Cichlidae
指導教授: 李雄略
口試委員: 陳志臣
傅武雄
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 52
中文關鍵詞: 慈鯛科水力學
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  • 隨著科技的進步,近年來仿生機器人的相關研究也變的熱門許多,現在已有各種不同的仿生魚類機器人,然而這些機器人在水中的運動卻還是不如實際生物來的流暢。
    過去針對水中魚類運動進行探討的學者為了計算上的方便,多半將其模擬之生物視為等速度運動,然而生物體本身的運動應該是自由不受拘束的,因而本文希望藉由模擬真實的魚在水中的游泳運動過程,探討其流場變化,而魚類這類具備複雜且不規則形狀物體之模擬,在數值流體力學領域當中是相當不容易的。
    本文進行吳郭魚自由游動之流場計算,其身形即滿足不規則形狀之要件,並且模擬出吳郭魚游泳過程中的速度場與壓力場,再利用模擬出來的升力與阻力系數的變化,來了解吳郭魚如何運用其身形的擺動在水中運動。此方法也成功解決不規則形狀之移動問題,對於未來其他任意形狀之物體的流場模擬將有效獲得答案。


    圖目錄 符號表 第一章 序論 1.1 前言 1.2 文獻回顧 1.3 研究方法與目的 第二章 模型建立與動態描述 2.1 模型建立 2.2 動態描述與二維模型 第三章 問題描述 3.1 自由流場中吳郭魚直線運動 3.1.1 初始條件與邊界條件 3.1.2 計算流程 3.2 自由流場中吳郭魚轉彎運動 3.2.1 初始條件與邊界條件 3.2.2 計算流程 第四章 數值方法 4.1 無因次化統御方程式 4.2 網格系統定義 4.3 NAPPLE法則 4.4 壓力聯結方程式 4.5虛擬邊界法 4.5.1 強制點之計算 4.5.2 外加強制力之修正 4.5.3 虛擬點之計算 4.5.4 鬼點之計算 4.6 零厚度沉浸物體問題 4.7收斂標準 第六章 結論 參考文獻 附圖

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