蝙蝠产生特殊高升力的秘密(二等奖)

作者: 2018-08-30 来源:
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作者信息

史召宇  —  中科院力学所非线性国家重点实验室 硕士三年级

张翔      中科院力学所非线性国家重点实验室 博士二年级

王士召  —  中科院力学所非线性国家重点实验室 副研究员

 

数据生成

本作品为在天河一号超算平台上进行计算机模拟所得到的数据,数据来源于王士召副研究员的实验结果,张翔和史召宇负责进行数据的后处理。

Reference

S.Z. Wang, X. Zhang, G.W. He and T.S. Liu, Lift enhancement by bats' dynamically changing wingspan. Journal of the Royal Society Interface 12: 20150821 (2015)

图片信息

分辨率:3024*3042         大小:5.2M

作品描述

蝙蝠是世界上唯一能够飞行的哺乳动物,其高效而独特的飞行方式是微型飞行器仿生设计和制造所看重的特点,如何准确捕捉其飞行中的特征流场结构并分析其对飞行性能的影响是本作品要展示的内容。这副可视化作品是利用并行超算实现的帕拉斯长舌蝙蝠低速飞行的数值模拟,通过控制翼展的伸缩运动(上挥和下扑)过程,发现蝙蝠其独特的扑翼运动会产生并提高前缘涡的强度,揭示了蝙蝠拥有的特殊高升力的原因,为仿蝙蝠微型飞行器的设计提供了理论基础。在对数据可视化的过程中,我们体会到对于一个物理问题,能够很好地将复杂的数据转化为一种易于解读的形式比如图片或动画,对于整个物理现象的描述和理解具有重要作用。

标题右侧图为实验模拟的蝙蝠种类——帕拉斯长舌蝙蝠

1. – 蝙蝠飞行中的前缘涡和流线显示(内嵌子图为蝙蝠结构姿态模型)

2. – 选取五个蝙蝠上挥下扑飞行时刻的流场图,展示前缘涡处涡量大小结构(上,红黄部分)及速度大小分布(下,蓝白部分)
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