带UDF功能的游动鱼类流体力学仿真结构

该结构面向流体动力学仿真验证场景搭建，核心服务于仿生水下航行器的流场特性研究、减阻结构优化以及非定常流固耦合分析工作，可直接嵌入流体仿真计算流程，为仿生推进机构的性能迭代提供基础几何支撑。从设计逻辑来看，整体外形严格遵循仿生鱼类的流线型曲率分布，头部采用渐变收敛的椭球曲面过渡，能够有效降低来流冲击形成的压差阻力，避免头部区域出现大面积流动分离；主体躯干段保持平滑的等截面渐变特征，兼顾内部功能舱室的布置空间与外表面流场的平顺性，尾段衔接尾鳍的位置做了局部曲率收窄处理，匹配游动过程中尾迹涡的生成与脱落规律，减少不必要的湍流耗散。尾鳍采用展向渐变的翼型截面设计，厚度沿展向逐步递减，既能够保证摆动过程中的结构刚度，也可以在摆动推进时形成稳定的推力输出，两侧的水平稳定鳍采用对称翼型布局，在直航状态下可提供足够的横向稳定性，在转向工况下可通过角度微调实现姿态控制，无需额外增设复杂的舵面结构。在建模过程中预先嵌入了用户自定义函数的接口边界，可直接对接仿真求解器的动网格设置，无需重复进行几何修补与边界条件定义，能够大幅缩减仿真前处理的耗时。从安装与适配边界来看，整体几何的外表面全部采用G2连续曲面构建，没有尖锐棱角与几何破面，可直接导入各类网格划分工具生成结构化或非结构化计算网格，曲面的法向统一指向流场域外侧，避免仿真计算时出现边界法向错误；各部件之间的连接位置做了几何融合处理，不存在重叠面与微小缝隙，能够有效降低网格划分过程中的几何修复工作量。该结构可拓展应用于多个工程领域，在水下探测装备研发中，可作为仿生潜航器的基础外形验证方案，分析不同游动频率、摆幅下的推进效率与流场噪声特性；在航空航天领域的低速飞行器设计中，可参考其流线型布局与减阻设计思路，优化低速飞行器的机身曲面曲率，降低飞行过程中的摩擦阻力；在流体力学教学与科研场景中，可作为非定常流动仿真的标准算例模型，帮助研究人员理解动网格设置、UDF函数编译以及流固耦合计算的完整流程。模型的几何尺寸比例严格参照真实游动鱼类的体长与体宽比例设置，长宽比控制在合理区间内，既保证了仿生外形的流场特性还原度，也预留了足够的内部空间用于布置动力模块、控制模块与传感模块，可直接用于后续的实体样机加工与性能测试。