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北航孙茂教授在这次MMM9会议上讲解了昆虫飞行的机理。此前我曾看过一本讲weis-fogh(?)运动的书,其中的主要内容是说昆虫在飞行过程中由于翅膀的合并-打开-扇动-再合并的运动形式而获得高升力。在孙茂老师开讲前,我向孙老师提到这本书,孙老师说他要讲的机理是与此完全不同的机理。在报告过程中,孙老师详细介绍了他的工作。首先,孙老师用昆虫的机翼做了定常流动下的气动实验,发现昆虫的翅膀在定常流动中的升力系数只有0.2,完全不能托起其自身重量。于是,孙老师在对大量昆虫飞行进行观察的基础上,总结出大多数昆虫的飞行方式,即“快速起动-水平扇动-转动”过程,并以此飞行方式为基准模式,用数值方法对昆虫的气动力进行了计算,并发现在这一系列的运动过程中,昆虫的翅膀可以提供的升力系数高达6-10(如不准确请指正),完全可以维持其机动、悬停等复杂的飞行方式。在飞行过程中,昆虫的翅膀周围会不断地形成环状旋涡结构,并呈“之”字状脱落,正是这些旋涡造成了昆虫翅膀上的非线性升力。孙老师提出的这种昆虫的运动方式,确实是我们日常经常观察到的昆虫的飞行方式。而weis-fogh运动形式仅限于蝴蝶等少数一些昆虫。 |
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