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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李易樹
研究生(外文):Yi-Shu Li
論文名稱:高速海豚之推進策略分析
論文名稱(外文):Propulsion Strategy Analysis of High-Speed Dolphin
指導教授:李興軍李興軍引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:機械工程學系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:海豚推進
外文關鍵詞:DolphinPropulsion
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學界對海豚的推進策略至今仍未能掌握其精髓。而鯨豚類經過了6千5百萬年演化出高展弦比,輕、薄、窄、高的尾鰭,將大量的水以較小的速度後推,並配合流線形身體曲線,和一身的肌肉作為動力來源,以獲得優異的推進效率,而速度約可達的最高50 公里/小時的驚人速度。本文以創新的「綁架機翼」與「循環馬力」概念,來說明高速海豚如何在韻律式非穏態過程上下搖擺身尾前進時,身體與前肢演化成的偏前胸鰭與尾鰭就如同兩個靈活的可變形機翼,環環相扣以獲得並巧妙地互相利用升力,形成「綁架機翼」現象。進而靈敏地偵測出每段身體的最佳攻角,利用綁架機翼的概念與回歸大海之後約五百萬年演化出的「循環馬力」特殊技巧,擷取升力在升力方向之旋轉功率,以補償大部分抵抗前進阻力的功率,因而大幅提升其推進效率,並輕易地達到驚人的400% 以上,同時也解開了極度困擾學界70多年之Gray悖論的迷惑。
Even today academia has not yet been able to grasp the essence of dolphin propulsion strategy. After a 65 million years the cetaceans category evolved a high aspect ratio, light, thin/high tail fin for pushing a large amount of water backward with a small velocity difference in order to achieve a high propulsion efficiency. With streamlined body and muscles as power source basis for propulsion, dolphin can swim up to a maximum speed of about 50 km/hour. Herein we will present the innovative concepts of "kidnapped airfoils" and "circulating horsepower" to illustrate how the high-speed dolphins swim forward with body and tail working like two deformable airfoils tightly linked to utilize their lift forces for each other cleverly to form a "kidnapped airfoils" phenomenon and capture body lift power to compensate most of the body drag power. In this manner the dolphin can greatly enhance its propulsion efficiency to easily exceed 400% or even more, meanwhile it solves the long-plagued perplexity of Gray paradox lasting for more than 70 years.
目 錄

誌謝 Ⅰ
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖表目錄 Ⅵ

第一章 緒論
1.1 鯨豚類的演化   1
1.2 海豚的分類簡介   4
1.3 海豚如何游泳   6


第二章 創新的綁架機翼與循環馬力概念
2.1 升力與阻力的簡介   18
2.2 海豚身體與尾鰭的綁架機翼概念   20
2.3 循環馬力效應 22

第三章 推進系統動力公式之回顧
3.1 雷諾輸送公式   37
3.2 噴射推進系統之通化動量方程式 39
3.3 噴射推進系統之通化總動力功率   40
3.4 噴射推進系統之通化可供應推進功率與通化推力功率 43

第四章 結論 51

參考文獻 52
圖 目 錄
圖1.1 中爪獸 9
圖1.2 鯨豚類演化圖 10
圖1.3 海豚所屬科目圖 11
圖1.4(a)海豚種類表 12
圖1.4(b)海豚種類表 13
圖1.5 虎鯨 14
圖1.6 真瓶鼻海豚 14
圖1.7 長吻真海豚 15
圖1.8 飛旋海豚 15
圖1.9 真瓶鼻海豚棲息分布圖 16
圖1.10 海豚豚游圖 17
圖2.1 由外界流體施加在二維物體的作用力:(a)壓力;
(b)剪應力(c)合力(升力與阻力)    25
圖2.2 NACA64(1)-412機翼的升力、阻力表示法:
(a)升力阻力比為攻角α之函數,(b)以攻角α表
示升力、阻力極限圖          26
圖2.3 機翼斷面與飛行受力圖 27
圖2.4 魚類或鯨豚類身長與游速的關係圖 28
圖2.5 劍旗魚之展弦比 28
圖2.6 魚尾擺動的3種模式 29
圖2.7 海豚尾鰭擺動動作分解圖 29
圖2.8 海豚游泳動作疊加圖 30
圖2.9 海豚的尾鰭與民航客機的機翼比較圖 30
圖2.10 海豚游泳尾鰭受力圖 31
圖2.11 (a)NACA66018的翼形形狀,(b)海豚身體上視圖 31
圖2.12 海豚的游泳循環圖 32
圖2.13 魚類的游泳連續圖 33
圖2.14 魚身中心點的游泳動作疊加圖 34
圖2.15 魚游泳時身體移動軌跡圖 34
圖2.16 海豚身體與尾鰭的綁架機翼在某瞬間之升力與阻力圖 35
圖2.17 綁架機翼之海豚身體機翼某瞬間受力示意圖 36
圖3.1 雷諾輸送公式推導之示意圖 48
圖3.2 時間t與t+Δt時的噴射引擎質量系統 49
圖3.3 噴射推進系統示意圖 50
[1].http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%B8%AD%E7%88%AA%E7%8D%B8&variant=zh-tw.
[2].http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=77&DocNo=123.
[3].大隅清治,“鯨豚博物學”,大樹文化出版,2000。
[4].周蓮香,“台灣鯨類圖鑑”,國立海洋生物博物館籌備處出版,1994。
[5].王愈超、楊世主,“台灣鯨類圖鑑―海豚及其他小型鯨”,人人出
版股份有限公司、國立海洋生物博物館出版,2007。
[6].國豐文化出版社 軍事研究小組,“海中蛟龍潛水艇”,國豐文化出
版社。
[7].楊承桓,“划槳與搖橹之推進力學”,國立中興大學機械工程研究
所碩士論文,2005。
[8].陳政宏,“鯉魚如何躍龍門─水中生物的推進法”,科學發展360期,
2002年12月。
[9].陳政宏、李志揚,“淺談流體中生物的推進方法”,SciScape專題
文章,2000年12月4日。
[10].Videler, J. J., “Fish Swimming”, Chapman & Hall, 1993.
[11].布萊特.麥可,“海豚”,時報出版,2004。
[12].Azuma, A., “The Biokinetics of Flying and Swimming”, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2006.
[13].Munson, B. R., Young, D. F. and Okiishi, T. H., “Fundamentals of Fluid Mechanics”, John Wiley& Sons, 1999.
[14].Roberson, J. A. and Crowe, C. T., “Engineering Fluid Mechanics”, Houghton Mifflin Company, 1993.
[15].吳汶霖,“高速旗魚之推進策略分析”,國立中興大學機械工程研
究所碩士論文,2007。
[16].Hertel, H., “Biology and Technology”, Reinhold Publishing Co., New York, 1966.
[17].Frank, E. F. and Rohr, J. J., “Review of Dolphin Hydrodynamics and Swimming Performance”, Technical Report 1801, 1999.
[18].Nagai, M., “Thinking Fluid Dynamics with Dolphins”, Ohmsha, Ltd., Tokyo, 2002.
[19].Taggart, R., “Marine Propulsion: Principles and Evolution”, Gulf Publishing Co., Houston, Texas. 1969.
[20].郭俊谷,“對衝式氣壓動力模型飛機之研發”,國立中興大學機械工程研究所碩士論文,2005。
[21].王懷柱,“揭開飛行的奧秘”,全華科技圖書股份有限公司,2000。
[22].Jenkinson, L. R., Simpkin, P. and Rhodes, D., “Civil Jet Aircraft Design”, AIAA, 1999.
[23].Biewener, A. A., “Animal Locomotion”, Oxford University Press, 2003.
[24].Alexander, R. M., “Principles of Animal Locomotion”, Princeton University Press, 2003.
[25].Lee, H. J. and Huang, S. C., “On the Derivation Process of Reynolds Transport Equation”, The International Journal of Mechanical Engineering Education, Vol.21, No.1, pp.49-53, 1993.
[26].林栩,“U迴模式發射衛星運載火箭之推進優勢分析”,國立中興
大學機械工程研究所碩士論文,2006。
[27].Lee, H. J. and Chang, C. L., “Deriving the Generalized Power and Efficiency Equations for Jet Propulsion System”, JSME International Journal, Vol.44, No.4, pp.658-667, Nov., 2001.
[28].Lee, H. J. and Lee, H. W., “Deriving the Generalized Rocket Kinetic Power Equations and Associated Propulsion Indexes”, JSME International Journal, Vol.42, No.1, pp.127-136, 1999.
[29].Clifford, A. H., “Power and Speed of Swimming Dolphins”, Mammal Journal, Vol.68, pp.126-132, 1987.
[30].Frank, E. F., “The Myth and Reality of Gray’s Pardox: Implication of Dolphin Drag Reduction for Technology”, Bioinspiration & Biomimetics Journal, R17-R25, 2006.
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