昆虫飞行的空气动力学

昆虫的进化成功很大程度上归功于飞行。与它们不会飞的祖先相比，飞虫在逃离捕食者、寻找食物来源和适应新栖息地方面具备更好的条件。因为它们的生存和进化依赖于飞行性能

希望在ANSYS上构建项目?：

ANSYS Kit将发货给你，你可以学习和建立使用教程。你今天就可以免费开始了!

飞虫扇动翅膀的频率高，体积小，对其翅膀运动的观测非常困难。例如，黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是一种长2-4·mm的昆虫，扇动翅膀的速度为220·Hz。

在准稳态假设的基础上考察了昆虫的飞行机理。由此可知，昆虫扑翼所受的空气动力与扑翼稳定运动时所受的力相等。

昆虫飞行的物理模型:

• 由于研究昆虫或计算昆虫飞行力学的困难，科学家们使用飞行机理模型来研究和检查昆虫的飞行性能。
• 在建立模型的过程中，将机翼的速度和雷诺数与昆虫的速度和雷诺数进行匹配。这种称为“动态缩放”的条件确保了底层流体动力学现象是守恒的。
• 由于该模型易于测量和分析昆虫翅膀上的气流，因此在昆虫非定常机理分析中具有一定的应用价值。

昆虫的非定常机理

1. 瓦格纳的影响:

• 当一个倾斜的昆虫翅膀从一个静止的位置开始时，它周围的循环不会立即达到它的稳态值。相反，它会缓慢上升到稳态。

• 这种到达这种状态的延迟可能会导致两种现象。
• 首先，物体表面的粘性存在延迟。
• 第二，在此过程中，尾缘产生旋转运动。
• 这种循环发展中的缓慢运动最初是由瓦格纳提出的，通常被称为瓦格纳效应

2. 对于二维运动:前缘涡流越来越大，直到流动不再附着。
3. 库塔条件的当旋转运动在尾迹边缘形成并进入尾迹区域时停止工作。在这一点上，机翼是无效的。由于前缘涡流的附着，有可能获得很高的升力，这种现象被称为“延迟失速”。
4. 克雷默效应(旋转力):

在每一次拍打结束时，昆虫的翅膀会沿着一个轴向前和向后旋转。

未来的研究:

最后，由于力学模型是以刚性翼为基础的，因此有必要考虑翼的可展性。

你知不知道

2022世界杯亚洲区赛程表时间Skyfi实验室帮助学生学习实用的技能通过构建真实的项目。

你可以和朋友一起报名，并在家门口领取工具包

你可以向专家学习，建立可行的项目，向世界展示技能，获得最好的工作。
今天开始!

• 风洞测试

• 风洞测试
• 有限元分析软件

昆虫飞行的空气动力学