Some animals, such as jellyfish and cephalopods, periodically expand and contract their highly flexible bodies to intake and eject surrounding fluid for propulsion. Motivated by such flexible bodies effective in suction and blowing of the fluid, we simplify the continuous deformation of the flexible body by segmenting it into multiple moving bodies to examine how the coordinated oscillating motions of the segmented bodies induce suction and blowing and generate propulsive force. In this study, several rigid circular cylinders are positioned in a circle with equal distance between adjacent cylinders. If the cylinders oscillate in a radial direction with the same amplitude and frequency, suction and blowing flows occur uniformly at every exit. However, slight variation in the phases of the cylinders can induce directional flow, generating net thrust on the entire structure. Kinematic parameters for the coordinated motion of the cylinder array, oscillation amplitude, frequency, and phase difference between the cylinders, are numerically investigated to find the optimal condition for the maximum thrust.
두족류나 해파리와 같은 일부 동물은 매우 유연한 몸을 주기적으로 팽창 및 수축하여 추진을 위해 주변 유체를 흡입하고 분사한다. 이처럼 흡입과 분사 유동 발생에는 주로 유연한 구조체가 사용되는데, 이를 다른 관점에서 접근하여 여러 개의 강체로 구성된 시스템을 소개한다. 다수의 강체가 협동적인 진동 운동을 통해 어떠한 유동을 발생시키고, 더 나아가 추진력을 생성하는지 연구하고자 한다. 이 연구에서는 여러 개의 원형 실린더가 동일한 간격으로 원 위에 배치된다. 이들은 동일한 진폭과 주파수로 반경 방향으로 진동하며, 이로 인해 모든 출구에서 흡입 및 송풍 흐름이 사방으로 균일하게 발생한다. 그러나 실린더 위상의 약간의 변화는 방향성을 띤 흐름을 유도하여 추력을 생성할 수 있다. 최대 추력을 위한 최적의 조건을 찾기 위해 실린더 배열의 조정된 동작에 대한 운동학적 매개변수, 진동 진폭, 주파수 및 실린더 간의 위상차를 수치적으로 연구한다.
