摘要:
首先,探讨拍动翅的非定常高升力机制。通常的拍动运动有三个产生高升力的机制:不失速机制,快速加速机制,快速上仰机制;翅长在2 mm以上(Re在100以上)的昆虫一般都用上述机制产生高升力。其次,讨论昆虫飞行的能耗问题。对来自蝇,蜂,蛾,瓢虫等十个种昆虫的研究表明:尽管翅长相差约100倍(体重相差约7万倍),它们的比功率(需用功率除以质量)在20-40 W/kg之间;肌肉的弹性储能作用对较大的昆虫很重要,对较小的昆虫不然。再次,介绍关于昆虫飞行动稳定性研究的初步结果:蝇,蜂等昆虫的悬停飞是动不稳定的,水平振荡运动和俯仰振荡运动的耦合是产生动不稳定的原因。最后,介绍关于昆虫飞行控制的初步结果。上述研究中的动稳定性是指昆虫的“固有”稳定性。由观察知,昆虫可作十分“稳定”的悬停。显然,它们是不断地调整其翅膀的运动参数以抑制扰动运动的增长,才得以稳定地悬停。基于可控性的研究表明,昆虫只需反馈水平方向速度,俯仰角速度和俯仰角度三个量中之一和垂直方向速度,以调节拍动幅度和拍动平均角,便可稳定地悬停。
简介:
孙茂,“长江学者”特聘教授。美国普林斯顿大学航空工程系博士;美国马里兰大学做博士后。现任北京航空航天大学流体力学研究所所长,流体力学教育部重点实验室主任;中国力学学会特邀理事。
2000年入选长江学者奖励计划。曾获霍英东基金,国家教委跨世纪人才基金,国家杰出青年科学基金,国家自然科学基金重点项目等项目。主要从事动物飞行的生物力学研究, 并取得了一系列国际公认的成果。 |