卡门涡街流场中鱼游运动行为分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

流体流动中常常伴随着涡旋的产生，其中卡门涡街作为一种典型的流动现象，广泛存在于自然界和工程领域。

鱼类作为自然界中优秀的游泳者，其游动行为与其所处流场环境密切相关。

研究鱼类在卡门涡街流场中的运动行为，有助于揭示鱼类适应复杂流动环境的机制，为仿生推进、水下航行器设计以及渔业资源保护等提供理论依据和技术支持。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者在鱼类游动行为和流体动力学方面开展了大量研究，取得了许多重要成果。

以下将分别对国内外研究现状进行综述：
国内研究现状：国内学者在鱼类游动行为研究方面起步相对较晚，但近年来发展迅速。

研究重点主要集中在鱼类游动水动力学、鱼体-水流相互作用、鱼类游动行为的数值模拟和实验研究等方面。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要内容包括以下几个方面:

1. 主要内容

1.卡门涡街流动特征研究:通过数值模拟方法，对不同雷诺数和阻流体特征尺寸下的卡门涡街流动进行模拟，分析涡街脱落频率、涡街宽度、涡量分布等特征参数的变化规律，为后续研究鱼体与涡街的相互作用提供基础数据。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟和理论分析相结合的方法，具体步骤如下：
1.数值模拟卡门涡街流动：采用计算流体力学（cfd）软件对不同雷诺数和阻流体特征尺寸下的卡门涡街流动进行数值模拟，获取涡街脱落频率、涡街宽度、涡量分布等特征参数的变化规律。

2.建立鱼游运动模型：基于鱼体游动的生物力学原理，建立鱼体运动数学模型，包括鱼体运动方程、鱼体推进机理和模型参数选取等。

3.将鱼游运动模型耦合到卡门涡街流场：将建立的鱼游运动模型引入到卡门涡街流场中，通过数值模拟方法，分析不同涡街参数对鱼体游动姿态、运动轨迹、游动速度和能量消耗等方面的影响。

5. 研究的创新点

1.研究对象的新颖性：本研究选择卡门涡街流场作为研究对象，区别于以往研究中常用的均匀流场或简单非定常流场，更贴近鱼类实际生存环境，研究结果更具实际意义。

2.研究方法的交叉性：本研究将数值模拟、理论分析和仿生学等多学科交叉融合，为研究鱼类在复杂流动环境下的运动行为提供了新的思路和方法。

3.研究成果的应用价值：本研究成果可为仿生推进、水下航行器设计以及渔业资源保护等领域提供理论依据和技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.刘志恒,张晓玲,王晋军.非定常来流条件下斜置矩形柱绕流及涡激振动特性[j].力学学报,2021,53(10):2787-2799.

2.张帆,田伟,李天匀,等.来流湍流度对二维圆柱绕流及涡激振动影响研究[j].海洋工程,2021,39(05):122-132.

3.陈文曲,周游,凌国平,等.低雷诺数下二维圆柱涡激振动数值模拟[j].水动力学研究与进展(a辑),2020,35(05):555-564.