Численное моделирование движения клиновидного двухмассового виброробота в вязкой жидкости
Автор: Нуриев Артем Наилевич, Захарова Ольга Сергеевна
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 1 т.9, 2016 года.
Бесплатный доступ
В работе рассматривается поступательное движение двухмассовой механической системы, помещенной в вязкую несжимаемую жидкость. Система состоит из замкнутого клиновидного цилиндрического корпуса и подвижной внутренней массы, совершающей внутри него гармонические колебания вдоль продольной оси. Перемещения внутренней массы приводят в движение как саму систему, так и окружающую жидкость. В силу несимметрии формы корпуса при смещении вперед вершиной и вперед основанием вызывается различная реакция внешней среды и обеспечивается направленное поступательное движение системы в жидкости. Описанная механическая система имитирует виброробот - мобильное устройство, способное перемещаться в жидкости без подвижных внешних частей. Задача взаимодействия робота с вязкой жидкостью решается с использованием прямого численного моделирования. Исследования проводятся в диапазоне низких чисел Рейнольдса (Re
Виброробот, численное моделирование, режимы движения, вязкая жидкость, уравнение навье-стокса
Короткий адрес: https://sciup.org/14320793
IDR: 14320793 | DOI: 10.7242/1999-6691/2016.9.1.1
Список литературы Численное моделирование движения клиновидного двухмассового виброробота в вязкой жидкости
- Гулиа Н.В. Инерция. -М.: Наука, 1982. -150 с.
- Черноусько Ф.Л. О движении тела, содержащего подвижную внутреннюю массу//ДАН. -2005. -Т. 405, № 1. -С. 56-60.
- Черноусько Ф.Л. Анализ и оптимизация движения тела, управляемого посредством подвижной внутренней массы//ПММ. -2006. -Т. 70, № 6. -С. 915-941.
- Черноусько Ф.Л. Оптимальные периодические движения двухмассовой системы в сопротивляющейся среде//ПММ. -2008. -Т. 72, № 2. -С. 202-215.
- Болотник Н.Н., Фигурина Т.Ю., Черноусько Ф.Л. Оптимальное управление прямолинейным движением системы двух тел в сопротивляющейся среде//ПММ. -2012. -Т. 76, № 1. -С. 3-22.
- Болотник Н.Н., Фигурина Т.Ю. Оптимальное управление прямолинейным движением твердого тела по шероховатой плоскости посредством перемещения двух внутренних масс//ПММ. -2008. -Т. 72, № 2. -С. 216-229.
- Zimmermann K., Bohm V., Zeidis I. Vibration-driven mobile robots based on magneto-sensitive elastomers//IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), 3-7 July, 2011. -P. 730-735.
- Akbarimajd A., Sotoudeh N. Design and motion analysis of vibration-driven small robot Rizeh//Adv. Robotics. -2014. -Vol. 28, no. 2. -P. 105-117.
- Егоров А.Г., Захарова О.С. Оптимальное по энергетическим затратам движение виброробота в среде с сопротивлением//ПММ. -2010. -Т. 74, № 4. -С. 620-632.
- Егоров А.Г., Захарова О.С. Оптимальное квазистационарное движение виброробота в вязкой жидкости//Изв. ВУЗов. Математика. -2012. -№ 2. -C. 57-64.
- OpenFOAM User Guide, version 2.2.1. http://www.openfoam.org/docs/user/(дата обращения: 11.11.2015).
- http://openfoamwiki.net/index.php/Main_Page (дата обращения: 11.11.2015).
- https://unihub.ru/about (дата обращения: 11.11.2015).
- Jasak H. Error analysis and estimation for the finite volume method with applications to fluid flows/PhD thesis. -London: Imperial College, University of London, 1996. -394 p.
- Jasak H., Weller H.G., Gosman A.D. High resolution NVD differencing scheme for arbitrarily unstructured meshes//Int. J. Numer. Meth. Fluids. -1999. -Vol. 31, no. 2. -P. 431-449.
- Versteeg H.K., Malalasekera W. An introduction to computational fluid dynamics. The finite volume method. -New York: Longman, 1995. -257 p.
- Нуриев А.Н., Зайцева О.Н. Решение задачи об осциллирующем движении цилиндра в вязкой жидкости в пакете OpenFOAM//Вестник Казанского технологического ун-та. -2013. -Т. 16, № 8. -С. 116-123.
- Issa R.I. Solution of the implicitly discretised fluid flow equations by operator-splitting//J. Comput. Phys. -1985. -Vol. 62, no. 1. -P. 40-65.
- Behrens T. OpenFOAM's basic solvers for linear systems of equations.
- Zeitoun O., Ali M., Nuhait A. Convective heat transfer around a triangular cylinder in an air cross flow//Int. J. Therm. Sci. -2011. -Vol. 50, no. 9. -P. 1685-1697.
- De A.K., Dalal A. Numerical simulation of unconfined flow past a triangular cylinder//Int. J. Numer. Meth. Fl. -2006. -Vol. 52, no. 7. -P. 801-821.
- Martinez G. Caractéristiques dynamiques et thermiques de l’écoulement autour d’un cylindre circulaire à nombre de Reynolds modéré/Thèse de Docteur-Ingénieur. -Institut National Polytechnique de Toulouse, 1979.
