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水鸟蹼助水面短距起飞机理与仿生研究

📝 内容简介

本书融合生物力学、流体力学与工程学方法，结合实验观测、CFD仿真与流固耦合技术，定量解析鸬鹚扑翼准定常片元模型及脚蹼周期性拍水的非定常流场特征，揭示声阻力动态耦合机制与冲量贡献规律，创新性提出骨骼蒙皮变形算法，构建柔性脚蹼高拟真流固耦合平台，模拟生物软组织大变形与流体响应的双向作用，阐明脚蹼波动减阻与姿态自调整机理，本书研究进一步设计拮抗式仿生脚掌样机，验证了鸬鹚脚蹼基于阻力推进与升力优化的运动策略，揭示其水面起飞初期脚蹼拍击的关键作用及流体能量高效转化规律。书中总结出水空两栖生物进化折中机制(如外形变体、多维适航技术)，并通过数值模拟复现鸬鹚短距起飞过程，为跨域航行器辅助动力系统与变体设计提供理论依据。