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CFD Simulation of Effect of Vortex Ring for Squid Jet Propulsion And Expeiments on a Bionic Jet Propulsor

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  • 발행기관
    보안공학연구지원센터(IJUNESST) 바로가기
  • 간행물
    International Journal of u- and e- Service, Science and Technology 바로가기
  • 통권
    Vol.9 No.5 (2016.05)바로가기
  • 페이지
    pp.211-226
  • 저자
    Li Jian, Zhao Jianing, Wang Zhenlong
  • 언어
    영어(ENG)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A274432

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원문정보

초록

영어
Using jet propulsion, squid can swim at high speed or at low speed with good maneuverability, which makes them quiet valuable to be studied for biomimetic purposes. Vortex rings usually occur in the highly-unsteady jet flow in squid, and they play quite important roles in the jet propulsion of squid. This paper tries to investigate the squid jet structure by computational fluid dynamics (CFD) analysis. A simplified squid body model was established. The mantle motion during jet locomotion was explicitly included into the simulations by using a deforming mesh. By solving the 2D-axisymmetric, incompressible, laminar, unsteady Navier.Stokes equations, different vortex evolution behaviors were observed depending on different mantle contraction velocities and nozzle diameters. An important parameter, the formation number of the vortex rings, L/D, which decide the propulsive efficiency of jet propulsion directly, was also discussed in this paper. The numerical results show that adult squid propel themselves by long jet flows with a large formation number, L/D. The results also prove that smaller squid have larger relative funnel diameter. Interaction of vortex rings was simulated in two jet process, which might interpret squid increase their contraction frequencies with elevated swimming speed. To validate the force generated in the simulation, a bionc squid mantel jet propulsor is investigated and tested.

목차

Abstract
 1. Introduction
 2. Principle of Jet Propulsion of Squid
 3. Effect of Vortex Ring
 4. Mathematics and Numerical Models
  4.1. Geometrical Model Setup of Squid Mantle Contraction
  4.2. Calculations of Jet Length-to-Diameter Ratio (L/D)
  4.3. Governing Equations
  4.4. Mesh Structure and Moving Mesh
 5. Results and Discussion
  5.1. Vortex Ring Formation During Jetting of Squid
  5.2. Different Vortex Rings under the Influence of Formation Number
  5.3. Interaction of Vortex Rings formed in Two Jet Processes
  5.4. Simulation Results of Thrust Force
 6. Experiment on a Bionic Jet Propulsor
 7. Conclusions
 Acknowledgments
 References

키워드

Squid CFD Simulation Jet propulsion Vortex rings bionic jet propulsor

저자

  • Li Jian [ Northeast Forestry University, Harbin 150040, China ]
  • Zhao Jianing [ Northeast Forestry University, Harbin 150040, China ]
  • Wang Zhenlong [ School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China ]

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    보안공학연구지원센터(IJUNESST) [Science & Engineering Research Support Center, Republic of Korea(IJUNESST)]
  • 설립연도
    2006
  • 분야
    공학>컴퓨터학
  • 소개
    1. 보안공학에 대한 각종 조사 및 연구 2. 보안공학에 대한 응용기술 연구 및 발표 3. 보안공학에 관한 각종 학술 발표회 및 전시회 개최 4. 보안공학 기술의 상호 협조 및 정보교환 5. 보안공학에 관한 표준화 사업 및 규격의 제정 6. 보안공학에 관한 산학연 협동의 증진 7. 국제적 학술 교류 및 기술 협력 8. 보안공학에 관한 논문지 발간 9. 기타 본 회 목적 달성에 필요한 사업

간행물

  • 간행물명
    International Journal of u- and e- Service, Science and Technology
  • 간기
    격월간
  • pISSN
    2005-4246
  • 수록기간
    2008~2016
  • 십진분류
    KDC 505 DDC 605

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