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基于金枪鱼表面多层结构和力学性能的二元仿生表面减阻性能研究

鱼类经过亿万年的进化，具有优异的流体动力学特性，能够适应非常复杂的流体环境，并对外界刺激产生快速反应。金枪鱼作为游泳健将，最高游速可达160 km/h，其优异的流体动力学性能已经广泛引起科学家的关注。为了研究金枪鱼优异的流体动力学特性，对金枪鱼的体表结构进行研究，在此基础上，分别使用拉伸试验机和纳米压痕仪对表皮和鱼鳞的力学性能进行了分析。最后，结合研究结果提出了二元结构耦合仿生表面，使用计算流体动力学方法对其进行减阻性能分析。结果表明，仿生鱼鳞表面和二元结构耦合仿生合表面都具有减阻效果，与平面相比，二元结构耦合仿生合表面在流速为6.94 m/s时表现出最大25.7%的减阻率。