鱼类游动时受到的推进力和阻碍鱼体向前运动的阻力

2020-12-17 09:02:35 232

鱼类游动时的推进力

(1)流体压力

鱼尾摆动时,会不断在尾部形成涡流。由流体力学伯努利方程,鱼体运动速度较低的情况下,鱼体尾部的各关节都会受到来自流体的压力,方向垂直于尾部表面,在鱼体前进方向上的分力即为鱼体前进的推动力。

(2)升力

鱼体尾部摆动时产生的尾涡旋转方向与推进力方向相同,起推进作用。由平衡翼理论可知,鱼体在推进过程中各个关节将受到来自流体的升力作用。

鱼类游动时受到的阻力

(1)鱼体表面接触摩擦力

摩擦力的大小主要取决于鱼体与流体的相对速度、接触面积的大小、以及流体的黏性和压力等等。

(2)形体阻力

形体阻力由鱼体游动时周围流体变形而产生,该力的大小与鱼体形状有关系。

(3)涡流能量损失

鱼体前进时,尾鳍和胸鳍会产生涡流能量损失。

上述阻力中,形体阻力所占比重,鱼体自驱动时阻力等价于驱动一个与鱼体等价的伸展的长形物体。鱼体在前进中受到的阻力等价于被拖拽的物体在流体中受到的阻力。