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我院成功举办“昆虫飞行的力学”学术报告会

编辑: 发表时间:[2019-05-13] 阅读:

5月10日下午15点,由西安建筑科技大学力学技术研究院和乐动体育官方网站联合举办的“力学技术讲堂”(第四期)之“昆虫飞行的力学”在土木楼212报告厅举行,本期学术讲堂主讲人为北京航空航天大学孙茂教授,讲堂由我院副院长钟炜辉副教授主持,力学技术研究院院长、首席科学家、南非科学院院士孙博华教授出席了本期讲堂,乐动体育官方网站部分教师及百余名研究生参加了本期讲堂。

钟炜辉副院长主持

本期讲堂,孙茂教授主要从“研究内容和意义“、“运动学”、“空气动力学”、“飞行力学”、“微型昆虫的飞行”五个部分进行了讲解。

报告会现场

孙茂教授首先阐明了昆虫飞行的力学主要指昆虫与空气相互作用的力学问题,主要分为两个方面:研究拍动翼如何产生升力及拍动飞行的能耗等问题和研究拍动飞行的稳定性和飞行控制的问题。针对第一个问题,孙茂教授及其研究团队利用高速摄像机对昆虫实物进行自由飞行测量,通过研究昆虫拍翅形态和规律,研究得到了昆虫产生高升力的机理。针对拍动飞行的稳定性和飞行控制的问题,孙茂教授团队先用实验观测确定控制变量,在方程中加入控制力项后,用模态分析的方法,证明了昆虫的拍动飞行是(固有)不稳定的;但该系统是可控制的。这解释了昆虫能平稳飞行而机动性又好的原因并且为微型飞行器(MAV)的设计提供了理论基础。孙茂教授接着介绍了微型昆虫的拍动方式,通过高速摄像机对果蝇、斑潜蝇、铗蠓等7种尺寸由大到小的昆虫拍动方式的研究,揭示了昆虫“微观世界”里截然不同的飞行方式,对生物学研究有重要意义。

孙茂教授

孙茂教授属于较早的一批留学高才,已在仿生流体力学研究了40余年。他主要研究动物飞行的流体力学机理,为微型飞行器提供了气动布局和控制方式的新概念,在仿生流体力学、流动控制、旋翼复杂流动等方面取得了一系列国际公认的成果,曾多次受邀在国内外学术会议上作报告。他主持的课题研究极大地促进了仿生流体力学的发展、培养了大量的科学研究人才、对我国航空航天领域的研究及发展起到了极大的推动作用。

在互动环节,孙茂教授细致的回答了老师和同学们提出的关于蜻蜓、蝴蝶等昆虫和鸟类在飞行时的力学原理,声行并茂地将复杂的原理知识用便于理解的方式展示出来,让在场的老师及同学受益匪浅。

报告最后,孙博华教授详细介绍了孙茂教授的研究成果,使同学们对孙茂教授有了更深入的了解。

本期讲堂虽然短暂,但所带来的影响是极其深远的。孙茂教授介绍的“昆虫飞行的力学”让在场的师生们了解了这一简单的自然界现象背后暗含的深刻的流体动力学和空气动力学等力学原理,极大地提升了同学们对科研学习的兴趣、创新意识,让同学们收获颇丰。同时本期讲堂对于我院师生扩展研究视野、活跃研究思维具有重要意义,对于我院学科专业的建设发展具有重要的促进作用。

主讲人介绍:

       孙茂,北京航空航天大学教授,国家杰出青年基金获得者,“长江学者”。长期从事动物飞行的生物力学研究,在揭示昆虫产生升力的机理、建立飞行稳定性理论,揭示昆虫微型化中拍动模式的变化规律等方面做出了系统的成果,使人们对自然界飞行的认识取得重要进展。受邀在国际顶尖综述刊物Reviews of Modern Physics上发表昆虫飞行力学的长篇综述论文。成果两次被国际著名刊物Journal of Experimental Biology选为年度“亮点”工作;被国际著名刊物Nonlinear Dynamics的综述文章和著名综述刊物Progress in Aerospace Sciences大篇幅介绍;被用于昆虫生理学/神经生物学研究和微型飞行器研制。2014以来连续5年入选爱斯维尔高引学者。获教育部自然科学一等奖、国家自然科学二等奖。

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