仿生技术与力学.pptxVIP

2003年10月;2003年10月;2003年10月;;翼端涡流;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;导涡装置;2003年10月;德国著名设计大师路易吉·科拉尼曾说：“设计的基础应来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中。” 这话道出了自然界蕴含着无尽设计宝藏的天机。仿生形态创造与设计的条件是，具有正确的认识事物、把握本质规律的方式、方法，锤炼自我创新思维能力。二是具有 扎实的生活基础，从自然界、人类社会的原生状况中寻找设计的灵感，包括仿生设计思维的 训练。人们的传统思维往往局限于现有的方法、体系，思维的触角伸展不开，触及不到事物的本源上去。 ;人类不具备的许多感官特征而在生物界的众多动物身上存在。 如水母能感受到冰声波而准确地预知风暴； 蝙蝠能感受到超声波； 鹰眼能从三千米高空敏锐地发现地面运动着的小动物； 蛙眼能迅速判断目标的位置、运动方向和速度，并能选择最好的攻击姿势和时间。 大自然的奥秘不胜枚举。每当我们发现一种生物奥秘，就有可能成为我们一种新的设 计可能性，也可能带给我们新的生存方式。从这个意义上讲，仿生形态的挖掘是我们创新设计取之不尽的智慧源泉。 ;在超音速飞机飞行时，由于航速快， 会使机翼产生颤振而阻碍运动，甚至会引起机翼折断而机毁人亡。这一问题，曾经使设计师 绞尽脑汁，最后终于在机翼前缘安放一个加重装置才有效地解决了这一难题。后来人们从动 物学上了解到，小蜻蜒的翅膀前缘上方都有一块深色的角质加厚区——翅痣。翅痣是蜻蜒的 消颤振装置。蜻蜒快速飞行，就是靠翅痣调整翅膀的振动来实现的。 ;2003年10月;2003年10月;仿生减阻流场控制 ;生物學家觀察許多魚類及鯨豚類的皮膚後發現這些皮膚並不單純，非常地值得研究。也因此想出了各種模仿魚類或鯨豚類皮膚的方法。 目前較常見的仿生減阻方法包含了下面這些方式： 表面構造： 微壕溝 (riblets)：在適當的位置上挖一些微小的壕溝。這些壕溝會改變紊性邊界層 (turbulent boundary layer) 中原有的結構與速度分布，因而減少摩擦阻力。這些微壕溝被發現在像鯊魚鱗上，有著特殊的排列方式。這是???年來相當熱門的研究之一。 ;;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;船舶航行时与水接触，由于水的粘性作用产生摩擦阻力，并且与水接触面积的大小成正比。所以设法用一层空气将船体与水隔开，减少船体与水的接触，将有效地降低船舶航行的阻力。 船舶应用薄层气膜减阻节能技术的国内外市场。在船底形成一层薄层空气膜的简单有效的技术措施，可实现船舶阻力降低15-30%,可使高速船航速提高20%左右。 ;微喷：;2003年10月;2003年10月;2003年10月;在此值得一提的是，高分子聚合物的加入会改变流体的粘滞性与表面张力，使其应用范围扩大。因而，目前有许多基础研究环绕在高分子聚合物对流体各种行为的改变上。 例如，法国的科学家最近发现，在液体中加入少量特别的高分子可以改变流体的黏滞性，将水一类的常见液体的黏性，从牛顿流体变成非牛顿流体，而使一滴液体落在固体表面时减少、甚至不会四溅 (Bergeron et al., 2000)，而这成果可能可以用于很多关于喷嘴的应用中。 ;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;2003年10月;通过对生活在粘湿环境中的典型土壤动物(如穿山甲、蜣螂、蚂陆、螃蟹、泥鳅、步甲、蝗虫、潮虫)的防粘特性研究,发现土壤动物经亿万年进化、优化而形成的防粘特性突出地表现在体表上,其体表的几何非光滑形态是可以减粘降阻的重要原因之一。同时发现上述土壤动物体表普遍具有一种鳞片形非光滑形式,其中穿山甲体表最为明显〔3〕,它由头至尾全身背部均披角质鳞片,每个鳞片的基部都被前排鳞片的末端呈瓦尾状覆盖着,见图1。;2003年10月