传感器的端口,在鳍靠在体板上时位于略低于鳍中线的位置


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【传感器的端口,在鳍靠在体板上时位于略低于鳍中线的位置】传感器的端口在鳍靠在体板上时位于略低于鳍中线的位置 , 并且当鳍向前扫过并在外冲程结束时呈杯形时与鳍的背缘对齐 。  这些端口很可能靠近内冲程和外冲程末端由鳍脱落的涡流所在的区域 。 对压力信号频谱内容的分析表明 , 这些信号具有最大功率的频率与鳍的扑动频率及其谐波一致 。 这些结果证明测量信号是鳍片拍打的结果 , 而不是连接开放端口和压力传感器的管内水柱振荡的伪影 。



一般而言 , 压力信号的大小随着鳍的伸出和进入而循环 。 随着翅片的拍打 , 测得的压力从自由流值下降 , 达到负峰值 , 然后增加 , 达到比负峰值更宽的正峰值 , 然后下降回自由流值 。 在港口 , 在鳍片的下游 , 峰值压力的时间与二维推进力的时间有很好的相关性 , 特别是峰值负压发生在接近峰值的位置在外冲程推力中 。 在翅片下游的大多数传感器测量的压力信号中 , 同样的结构很明显 。



随着流体向下游移动 , 压力峰值的大小趋于减小 , 峰值的形状变得不那么明确 , 推进力和压力信号出现之间的延迟变得更长 。   在某些情况下 , 负压脉冲表现出“双峰” 。 这些双峰可能是由流动结构内部的振荡或从鳍的其他部分发出的流动事件的破坏性添加来解释的 , 但目前尚不清楚为什么存在这种形状 。 未来的实验将试图阐明尾流尾流中的压力结构 。 对蓝鳃太阳鱼胸鳍拍动进行的研究表明 , 鳍下游的流动结构相当复杂 。



在大多数试验中 , 两个压力峰值的大小随着鳍的扑动频率、流速和鳍条刚度的增加而增加 。 负压峰值的压力增加更一致 , 负压峰值是鳍片向外冲程的结果 , 而正峰值是由鳍片向内冲程引起的 。 在翅片伸出期间 , 压力的增加与二维力的变化同时发生 , 随着拍打频率、翅片刚度和流速的增加而增加 。 压力信号沿主体板传播的速度明显快于流动速度 。

假设传播速度会随着鳍片产生的力的增加而增加 , 因为鳍片会加速流动 。 然而 , 当翅片力通过增加翅片刚度和拍动频率或通过降低流速而增加时 , 情况并非始终如一 。 此外 , 当翅片以相同的拍动频率和流速运行时 , 刚度较低的翅片的传播速度通常高于刚度较高的翅片 。 为了确保这些观察结果不是由分析技术产生的 , 使用了几种方法来确定压力信号之间的时间差:两个压力信号之间的互相关函数峰值的滞后;平均压力信号之间的均方误差;使用三个周期的非平均压力数据的均方误差;峰值周围的压力信号区域之间的均方误差和信号的视觉对齐 。

使用所有这些技术发现了相同的模式 。 最终 , 传播速度是一个有趣的现象 , 它支持压力信号是由鳍片的动作而不是由自由流引起的假设 。 将传播速度与鳍力和实验条件联系起来需要进一步的研究和实验 。 翅片射线的弯曲取决于翅片产生的力的大小、力的方向和翅片射线的刚度 。 这些非常灵活的鳍射线的弯曲密切跟踪鳍的力的大小 。

总体而言 , 随着推进力在出航过程中的发展 , 鳍条的弯曲增加 , 在出航力峰值之后达到峰值 , 然后反转方向并在入航力峰值之后达到峰值 。 鳍射线的弯曲 , 在射线的底部和中点 , 都比二维力滞后了一小部分 , 通常少于五十毫秒 。 对于给定刚度的翅片 , 随着翅片拍动频率的增加和流速的降低 , 翅片射线的曲率在外冲程和内冲程期间都会增加 。 变化不大 , 但趋势发生在所有鳍 。

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