具备波动胸鳍的BCF机器鱼设计及数值模拟

丁江; 蒋泽哲; 陈林; 杨巍; 潘雪成; 张鹏

doi:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2026.0550

广西大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 51 ›› Issue (3) : 550 -568. DOI: 10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2026.0550

具备波动胸鳍的BCF机器鱼设计及数值模拟

丁江, 蒋泽哲, 陈林, 杨巍, 潘雪成, 张鹏

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摘要

为了提升仿生机器鱼在复杂环境下的任务适应能力，解决现有身体-尾鳍(BCF)机器鱼普遍存在的主动减速能力不足问题，提出一种具备波动胸鳍的BCF机器鱼设计，基于计算流体力学(CFD)方法建立一个耦合鱼体动力学和流体力学的数值模拟模型。分析机器鱼加速、巡航和减速过程的速度、水动力、表面压力分布和涡旋结构，揭示胸鳍波形参数对机器鱼协同推进与减速制动性能的影响。结果表明，机器鱼通过波动胸鳍的反向推进，实现了高效减速制动，同时，通过波动胸鳍与身体-尾鳍的协同推进，进一步提高了加速能力和巡航速度。