Oscillatory characteristics and propulsive performance of a tuna-like caudal fin driven by macro fiber composites
Notice bibliographique
Résumé
Flexible structures actuated by piezoelectric composites have attracted much attention as underwater bionic thrusters. In this paper, a tuna-like caudal fin propulsion device actuated by macro fiber composite (MFC) is designed and fabricated, and its underwater vibration characteristics and propulsion performance are investigated. The underwater fluid-structure interaction dynamics equations of the variable cross-section bionic caudal fin with the internal driving force provided by MFC are established, and the damping effect of the surrounding fluid is taken into account. Based on the classical Euler-Bernoulli beam theory, the segmented mode shape functions of the variable section flexible caudal fin are derived by the assumed mode method. It is demonstrated that the first-order modal shapes calculated theoretically and measured experimentally are basically coincident when the number of elements is 30. The transverse deflection, vibration amplitude, and average propulsive force of the proposed structure tip at different driving levels are visualized by comprehensive parametric numerical analysis. The simulation results indicate that the maximum vibration velocity at the caudal fin tip does not occur at the first natural frequency, and the trend of average thrust force is generally consistent with that of the vibration velocity. Moreover, underwater experimental results show that the measured amplitude-frequency response curve of the flexible structure closely aligns with the simulation ones, especially for the values of the resonance frequency and the peak response. Specifically, for different driving levels, the experimental data of the underwater maximum vibration velocity and average thrust force for the proposed structure show good agreement with the theoretical predictions. These findings provide valuable insights for the study of underwater bio-inspired robotic fish driven by smart materials as well as its propulsion performance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».