蜻蜓翅膀的力学研究进展

摘要

本文对蜻蜓翅膀的力学问题研究进展进行了综述。蜻蜓之所以成为自然界最优秀的飞行者之一,是因为其翅膀的特殊结构。翅结和翅痣的作用,是在飞行中平衡翅膀前后两部分和消除翅膀振颤。常用的翅膀模型有四种:概念模型、物理模型、简单分析模型和数值分析模型。其中前三种模型过于简化,数值模型虽然可以进行三维数值模拟,但是忽略了翅膀的材料组成。本文还分析了蜻蜓翅膀的飞行机制和力学特点,认为蜻蜓的飞行力学分析必须考虑非定常流的影响;介绍了翅膀的弹性模量、硬度和抗弯刚度的测量方法,指出翼展方向的抗弯刚度(EI)与翼展长度的三次方(L3)成正比,翼弦方向的抗弯刚度(EI)与翼弦长度的平方(D2)成正比;最后提出了对蜻蜓翅膀力学的研究展望和有待于进一步解决的问题。