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说说流体力学中的仿生学
[版面:航空航天][首篇作者:splider] , 2008年10月29日19:49:31 ,4228次阅读,30次回复
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splider
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发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Oct 29 19:49:31 2008)

听说版主申请年终奖去了,这里好好表现一把,也不能老发泔水帖,说说流体力学里的
仿生学问题。

美国好多航空技术中都有仿生学的影子,其实也不光航空方面,潜艇、船舶方面多了去
了。我觉得美国这里流体力学方向研究仿生学要领先中国N多,主要原因也不外乎本身
流体力学研究面广基础好,还有就是国外实验条件好不少,有财力搞仿生实验。美国这
里有研究流体力学的华人也不少,好多也挺有口碑的,cornell有个复旦毕业的女教授
,就是一个流体力学仿生学方面的专家。

仿生方面的研究很多被运用于先进武器的研发,民用的也不少。说说我了解的一些研究
课题。
1.Honda的比较新的一款很难看的车,SUV吧,忘记型号了,马路上都能看见的,流线型
方方的那款,不是全方的那款。看见报道,说是根据热带鱼的形状研发出来的。

2.豹奔跑时的体型研究。其实流线型的研究不关可以从水利和天上的动物找模型,陆地
上的一样牛逼。

3.蜻蜓的研究,主要针对的是它的机动性和悬停。

4.海鳗或者类似的蛇形的生物,研究的主要是身体摆动周围形成的涡。美国这里有个实
验室用一段一段伏在质量块上的芯片链接控制质量块,来模拟蛇形游动。每个芯片计算
运动轨迹的参数,通过质量块之间的链接来提供质量块之间相对位移的动力。然后在整
串质量块外面包一层像皮膜,撑起成蛇形。

5.鳐鱼研究。主要是研究他胸鳍的运动。一个组采用机械运动的轨迹来模拟胸鳍的运动
。实验设计是这样的,一个赛艇一样的东西,伸出4个桨,垂直于船体的方向,然后在
四个桨的一端安装轮轴,带动桨上下运动,四个桨运动的相位错开,就类似于一组活塞
运动,保证任何时刻都在做功冲程一样。然后在桨的外面批一层膜,这样就变成运动的
胸鳍了。实验结果很漂亮,游动的效率非常高。

6.研究热带鱼,好像是UCSD的,在海边水下实验室,几个屁挨着地整天一身潜水服在那
里抓小鱼,爽啊。

7.微生物范畴内的copepods。考!中文都不知道叫什么。5个微米的小东西,智商还挺
高,知道利用流场判断很远地方的食物,能区分两种类型的食物,能利用流场改变食物
入口的方向。而且还能通过同类游行留下的尾迹来作为identity。这东西的1-2个微米
的口部特写,简直就是恐怖科幻片理的海洋变异食人怪啊。那个教授调侃说,如果这个
东西是鲨鱼尺度的,简直就是噩梦啊,被他远远锁定,跑都跑不掉了。牛逼啊!给个链
接,这个是那个教授的网页。
http://www.uwm.edu/~jrs/COPEPODS%20CENTRAL.htm

有更有趣的欢迎大家补充,很有趣的说。以后哪个WSN能拉几个合作项目回国发展,前
途无量啊!哈哈




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alligator
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发信人: alligator (金成柱), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Oct 29 20:30:04 2008)

人才啊

推荐全站置顶了 祝你找到合伙人开业成功


【 在 splider (旷青) 的大作中提到: 】
: 听说版主申请年终奖去了,这里好好表现一把,也不能老发泔水帖,说说流体力学里的
: 仿生学问题。
: 美国好多航空技术中都有仿生学的影子,其实也不光航空方面,潜艇、船舶方面多了去
: 了。我觉得美国这里流体力学方向研究仿生学要领先中国N多,主要原因也不外乎本身
: 流体力学研究面广基础好,还有就是国外实验条件好不少,有财力搞仿生实验。美国这
: 里有研究流体力学的华人也不少,好多也挺有口碑的,cornell有个复旦毕业的女教授
: ,就是一个流体力学仿生学方面的专家。
: 仿生方面的研究很多被运用于先进武器的研发,民用的也不少。说说我了解的一些研究
: 课题。
: 1.Honda的比较新的一款很难看的车,SUV吧,忘记型号了,马路上都能看见的,流线型
: ...................






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※ 修改:·alligator 於 Oct 29 20:39:50 2008 修改本文·[FROM: 68.100.]

 
splider
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发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Oct 29 22:46:03 2008)

这么张扬?哈哈,发在这里只是希望有缘人看看就行了!

【 在 alligator (金成柱) 的大作中提到: 】
: 人才啊
: 推荐全站置顶了 祝你找到合伙人开业成功




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bostoner
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发信人: bostoner (健身+读书), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Oct 29 23:24:29 2008)

UM一直在做MAV,UAV
【 在 splider (旷青) 的大作中提到: 】
: 听说版主申请年终奖去了,这里好好表现一把,也不能老发泔水帖,说说流体力学里的
: 仿生学问题。
: 美国好多航空技术中都有仿生学的影子,其实也不光航空方面,潜艇、船舶方面多了去
: 了。我觉得美国这里流体力学方向研究仿生学要领先中国N多,主要原因也不外乎本身
: 流体力学研究面广基础好,还有就是国外实验条件好不少,有财力搞仿生实验。美国这
: 里有研究流体力学的华人也不少,好多也挺有口碑的,cornell有个复旦毕业的女教授
: ,就是一个流体力学仿生学方面的专家。
: 仿生方面的研究很多被运用于先进武器的研发,民用的也不少。说说我了解的一些研究
: 课题。
: 1.Honda的比较新的一款很难看的车,SUV吧,忘记型号了,马路上都能看见的,流线型
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每次看完mitbbs的鹊桥版我都会禁不住沾沾自喜。

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goforward
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发信人: goforward (上穷碧落下黄泉), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 01:23:41 2008), 转信

不错的样子
你是搞流体力学的?

【 在 splider (旷青) 的大作中提到: 】
: 听说版主申请年终奖去了,这里好好表现一把,也不能老发泔水帖,说说流体力学里的
: 仿生学问题。
: 美国好多航空技术中都有仿生学的影子,其实也不光航空方面,潜艇、船舶方面多了去
: 了。我觉得美国这里流体力学方向研究仿生学要领先中国N多,主要原因也不外乎本身
: 流体力学研究面广基础好,还有就是国外实验条件好不少,有财力搞仿生实验。美国这
: 里有研究流体力学的华人也不少,好多也挺有口碑的,cornell有个复旦毕业的女教授
: ,就是一个流体力学仿生学方面的专家。
: 仿生方面的研究很多被运用于先进武器的研发,民用的也不少。说说我了解的一些研究
: 课题。
: 1.Honda的比较新的一款很难看的车,SUV吧,忘记型号了,马路上都能看见的,流线型
: ...................


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copcop
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发信人: copcop (copcop), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 09:27:47 2008)

我来科普一下这个copepods,这个是叫桡足类,简单说就是水中的昆虫,其实他们和昆
虫是亲戚,同属节肢动物门,和虾,蟹等更亲了,同属甲壳动物纲。

这东西数量特多,是鱼类的饵料。

其实还可以写很多,怕大家没兴趣,还是收笔吧





【 在 splider (旷青) 的大作中提到: 】
: 7.微生物范畴内的copepods。考!中文都不知道叫什么。5个微米的小东西,智商还挺
高,知道利用流场判断很远地方的食物,能区分两种类型的食物,能利用流场改变食物
入口的方向。而且还能通过同类游行留下的尾迹来作为identity。这东西的1-2个微米
的口部特写,简直就是恐怖科幻片理的海洋变异食人怪啊。那个教授调侃说,如果这个
东西是鲨鱼尺度的,简直就是噩梦啊,被他远远锁定,跑都跑不掉了。牛逼啊!给个链
接,这个是那个教授的网页。
http://www.uwm.edu/~jrs/COPEPODS%20CENTRAL.htm: ...................



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发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 10:09:59 2008)

是啊,不过不是仿生这块的。例子都是听seminar了解到的。
【 在 goforward (上穷碧落下黄泉) 的大作中提到: 】
: 不错的样子
: 你是搞流体力学的?




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发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 10:18:40 2008)

是啊,放狗了才知道是什么东西。
那么小的东西智商还挺高,而且触角什么的非常灵敏啊,那个教授开玩笑,就靠触角大
老远的去追女友。

【 在 copcop (copcop) 的大作中提到: 】
: 我来科普一下这个copepods,这个是叫桡足类,简单说就是水中的昆虫,其实他们和昆
: 虫是亲戚,同属节肢动物门,和虾,蟹等更亲了,同属甲壳动物纲。
: 这东西数量特多,是鱼类的饵料。
: 其实还可以写很多,怕大家没兴趣,还是收笔吧
: 高,知道利用流场判断很远地方的食物,能区分两种类型的食物,能利用流场改变食物
: 入口的方向。而且还能通过同类游行留下的尾迹来作为identity。这东西的1-2个微米
: 的口部特写,简直就是恐怖科幻片理的海洋变异食人怪啊。那个教授调侃说,如果这个
: 东西是鲨鱼尺度的,简直就是噩梦啊,被他远远锁定,跑都跑不掉了。牛逼啊!给个链
: 接,这个是那个教授的网页。
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tin
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发信人: tin (大猪小猪摞一盘), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 10:34:51 2008), 转信

这玩意看起来狠牛逼啊

【 在 copcop (copcop) 的大作中提到: 】
我来科普一下这个copepods,这个是叫桡足类,简单说就是水中的昆虫,其实他们和昆
虫是亲戚,同属节肢动物门,和虾,蟹等更亲了,同属甲壳动物纲。

这东西数量特多,是鱼类的饵料。

其实还可以写很多,怕大家没兴趣,还是收笔吧





【 在 splider (旷青) 的大作中提到: 】
: 7.微生物范畴内的copepods。考!中文都不知道叫什么。5个微米的小东西,智商还挺
高,知道利用流场判断很远地方的食物,能区分两种类型的食物,能利用流场改变食物
入口的方向。而且还能通过同类游行留下的尾迹来作为identity。这东西的1-2个微米
的口部特写,简直就是恐怖科幻片理的海洋变异食人怪啊。那个教授调侃说,如果这个
东西是鲨鱼尺度的,简直就是噩梦啊,被他远远锁定,跑都跑不掉了。牛逼啊!给个链
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alligator
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发信人: alligator (金成柱(~心胸狭窄 乱删贴 有前科)), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 12:03:13 2008)

写吧 有包子鼓励

【 在 copcop (copcop) 的大作中提到: 】
: 我来科普一下这个copepods,这个是叫桡足类,简单说就是水中的昆虫,其实他们和昆
: 虫是亲戚,同属节肢动物门,和虾,蟹等更亲了,同属甲壳动物纲。
: 这东西数量特多,是鱼类的饵料。
: 其实还可以写很多,怕大家没兴趣,还是收笔吧
: 高,知道利用流场判断很远地方的食物,能区分两种类型的食物,能利用流场改变食物
: 入口的方向。而且还能通过同类游行留下的尾迹来作为identity。这东西的1-2个微米
: 的口部特写,简直就是恐怖科幻片理的海洋变异食人怪啊。那个教授调侃说,如果这个
: 东西是鲨鱼尺度的,简直就是噩梦啊,被他远远锁定,跑都跑不掉了。牛逼啊!给个链
: 接,这个是那个教授的网页。
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alligator
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发信人: alligator (金成柱(~心胸狭窄 乱删贴 有前科)), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 12:07:14 2008)

好象现在不兴要钱了 回头我捐点
你这篇分量大 回头m几篇水文追加一下
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move123
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发信人: move123 (在线好友), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 20:10:51 2008)

re
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Kissfire
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发信人: Kissfire (人在德国), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 20:27:56 2008)


仿生这样的东西值得搞!

材料这一块,也比较有趣。

一种藻类diatom, 能从大海中吸收硅酸根,生成完美无缺,纳米粒级微观结构的外壳,人类估计永远是做不出来。其机理被德国的一个助基本搞透

MIT 的一个女牛人,在病毒上长半导体的东西,其最新的science文章是用病毒做了个锂离子电池


老美还有个叫Mark的哥们,整天泡在黄石公园的温泉口,在那么高温的地方,有病毒。他们研究这些病毒的耐高温的机理...

国内好像就对壁虎什么的关注多一点。

其实人类很多的问题,非人类生物界已经解决了


--
※ 修改:·Kissfire 於 Oct 30 20:35:15 2008 修改本文·[FROM: 87.65.]

 
alligator
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发信人: alligator (金成柱(~心胸狭窄 乱删贴 有前科)), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 21:29:23 2008), 转信

每个人有自己专长 不可能什么都知道啊

【 在 lfranklin (Douzi) 的大作中提到: 】
: 最大的两块你没有提到
: MAV和鱼游
: 国内早就在做了
: 你不知道而已



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alligator
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发信人: alligator (金成柱(~心胸狭窄 乱删贴 有前科)), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 21:29:56 2008), 转信


过几天再追加奖励

【 在 Kissfire (人在德国) 的大作中提到: 】
: 仿生这样的东西值得搞!
: 材料这一块,也比较有趣。
: 一种藻类diatom, 能从大海中吸收硅酸根,生成完美无缺,纳米粒级微观结构的外壳
,人类估计永远是做不出来。其机理被德国的一个助基本搞透
: MIT 的一个女牛人,在病毒上长半导体的东西,其最新的science文章是用病毒做了
个锂离子电池
: 老美还有个叫Mark的哥们,整天泡在黄石公园的温泉口,在那么高温的地方,有病毒
。他们研究这些病毒的耐高温的机理...
: 国内好像就对壁虎什么的关注多一点。
: 其实人类很多的问题,非人类生物界已经解决了



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gastank
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发信人: gastank (一点就爆), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 21:57:15 2008)

4.海鳗或者类似的蛇形的生物,研究的主要是身体摆动周围形成的涡。美国这里有个实
验室用一段一段伏在质量块上的芯片链接控制质量块,来模拟蛇形游动。每个芯片计算
运动轨迹的参数,通过质量块之间的链接来提供质量块之间相对位移的动力。然后在整
串质量块外面包一层像皮膜,撑起成蛇形。

这个UMICH在做,还做得不错。


【 在 splider (旷青) 的大作中提到: 】
: 听说版主申请年终奖去了,这里好好表现一把,也不能老发泔水帖,说说流体力学里的
: 仿生学问题。
: 美国好多航空技术中都有仿生学的影子,其实也不光航空方面,潜艇、船舶方面多了去
: 了。我觉得美国这里流体力学方向研究仿生学要领先中国N多,主要原因也不外乎本身
: 流体力学研究面广基础好,还有就是国外实验条件好不少,有财力搞仿生实验。美国这
: 里有研究流体力学的华人也不少,好多也挺有口碑的,cornell有个复旦毕业的女教授
: ,就是一个流体力学仿生学方面的专家。
: 仿生方面的研究很多被运用于先进武器的研发,民用的也不少。说说我了解的一些研究
: 课题。
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mcbird2008
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发信人: mcbird2008 (mcbird2008), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 23:07:00 2008)

这些东西都很初级,还处在在手工制作和case by case的阶段。而且还是把几十年前的
旧idea再热炒一遍而已。一点原创性也没有,一点先进性也没有。

每一个实物仿真花那么多钱,只能干一件事,而且误差特别大,而且是“实验”--也
就是说,主要提供数据不提供系统化的原理、升华。

真正厉害的是用计算机模拟把左右这些问题一网打尽。

你想算几万个不同的生物仿真,也可以。

目前有多个流涕力学的软件,但我说的达到这种先进程度的程序一个也没有。再等10年
吧。

美国就是一堆大忽悠 goofing around
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splider
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发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 23:20:35 2008)

展开讲讲吧,我国内搞计算,的确不知道,也就了解没几个学校的大概情况,但是都没
有系统研究仿生这块的。

倒是看见过研究模拟跳水和鱼游的数值计算,但是都是主要侧重研究固液面动网格的,
不算真正意义上在研究仿
生。

【 在 lfranklin (Douzi) 的大作中提到: 】
: 最大的两块你没有提到
: MAV和鱼游
: 国内早就在做了
: 你不知道而已




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发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Thu Oct 30 23:56:01 2008)

太消极了点吧?人类文明中有那么多仿生的痕迹,这是不可否认的,而且也不能因为现
在仿生研究这块弱,
就被你贬的一无是处。再说了很高比例的新现象和问题,都是做实验和生活中发现的,
数值计算没成型之前更是了。

你提到了一个很有趣的话题就是数值模拟和实验之争。我国内搞数值计算的,到了美国
特意选了搞实验流体,
就是因为美国这里实验条件相对好一点,所以想开阔眼界。应该说我对这个矛盾还是有
一定体会的。
其实美国这里实验和计算平衡的比较好,系里招faculty会可以平衡两拨的人数和交集
区域。
所以经常有搞计算和做实验的同时研究一个课题。有些老师计算和实验都拿的起,非常
牛。
大家虽然心理对对方的数据都有所看法,但是都需要对方的数据拿来作为对比。
互相看不起的现象已经是很久以前的事情了。

实验和计算都有局限性,数值计算也没有你说的那么牛逼。
算法稳定性,复杂流场的建模,能把简单的问题计算清楚也算不错了!
你如果说的是商业软件,那一般的科研都不怎么认可的,搞个工程项目的模拟倒是可以
的。
国内外好多搞数值计算的都基本上用自己group里的程序的。而且基本上也是一个问题
一套程序。
而且流体这个东西,湍流研究多少年了,连个公认的“涡”的定义都没有。
都照你这么消极,那就都去开发金融衍生产品了。哈哈!

【 在 mcbird2008 (mcbird2008) 的大作中提到: 】
: 这些东西都很初级,还处在在手工制作和case by case的阶段。而且还是把几十年前的
: 旧idea再热炒一遍而已。一点原创性也没有,一点先进性也没有。
: 每一个实物仿真花那么多钱,只能干一件事,而且误差特别大,而且是“实验”--也
: 就是说,主要提供数据不提供系统化的原理、升华。
: 真正厉害的是用计算机模拟把左右这些问题一网打尽。
: 你想算几万个不同的生物仿真,也可以。
: 目前有多个流涕力学的软件,但我说的达到这种先进程度的程序一个也没有。再等10年
: 吧。
: 美国就是一堆大忽悠 goofing around




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mcbird2008
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发信人: mcbird2008 (mcbird2008), 信区: Aviation
标  题: Re: 说说流体力学中的仿生学
发信站: BBS 未名空间站 (Fri Oct 31 00:30:53 2008)

科普东西听起来总是很有趣的

其实, 每一个实物仿真花那么多钱,只能干一件事,而且误差特别大,而且是“实验”
--也
就是说,主要提供数据,不提供系统化的原理、升华。

这些东西都很初级,还处在在手工制作和case by case的阶段。而且还是把几十年前的
旧idea再热炒一遍而已。有的甚至几百年old了,一点原创性也没有,一点先进性也没
有。这个总方向是不会有多少收获的。

真正厉害的是用计算机模拟把所有这些问题一网打尽。

这种模拟和大家知道的computer graphics,computer gaming, computer
simulations完全不一样。从技术难度看,根本不在一个级别上。至少差差3个数量级吧
,藕说的。
也就是说,难1000倍左右。

大家知道的computering都是没有underlying physics要遵循的,是可以自说自话的。

藕在说的计算机模拟是必须听physics的话的,必须听数学的话的;不听的话,算出来
的全是crap


一旦有个好程序了,你想算几万个不同的生物仿真,也可以。当然必须借助超级计算机。

目前有多个流涕力学的软件,但我说的达到这种先进程度的程序一个也没有。再等10年
看看吧。

美国就是一堆大忽悠 goofing around。



比如说汽车,什么乌七八糟的hunda的尾巴设计。有个有鸟用???完全是hype而已。
设计那个尾巴的工程师、科学家懂流体力学?我深表怀疑。

汽车设计中跟流涕力学有关的最大问题是acoustics

一个好的形状和其他方面的设计我相信可以大大降低噪音。



蜻蜓那个,helicopter当初的确受到了dragonfly的启发,但那又有多少呢。
helicopter的原理无非是一个水平安装的螺旋桨这么一转,螺旋桨上面的气体跑得快根
据动量守恒压力小,螺旋桨下面的气体跑得慢根据动量守恒压力大,于是就把
helicopter提起来了。就这么个东西,为什么要忽悠人呢(我不是说你,在说那些人)
,为什么要给dragonfly那么多credit呢
没有dragonfly,helicopter照样在那个时候被俄罗斯搞出来;helicopter受了
dragonfly的启发,但后续的技术太太太太复杂了,这个原始启发的贡献太太太太小了
,negligible

即便今天,helicopter仍是一个非常活跃的研发领域,因为去youtube看看helicopter
慕名奇妙地 one by one 摔下来的样子,就知道好多事情还没有搞定。今年汶川大地震
就有一架中国的helicopter摔下来,同时饿螺丝还展现了他们的可以在狭小空间范围内
旋转爬升的helicopter,让人很羡慕。



真正有意思的生物仿真是做 microbee

一种微小的机器蜜蜂,可以飞入别的东西根本无法进去的地方,可以非常秘密地飞行。

microbee非常小,里面却要堆放大量的纳米device。

microbee可以用于科学探察,当然也可以用于军事。



microbee和流涕力学有关的问题很多。一个问题,microbee的翅膀应该怎么设计呢?做
成柔性的反复扇动的生物型翅膀还是刚性的飞机型翅膀?

那些做了这么多年仿生流涕写了这么多paper拿了这么多funding的大忽悠们能告诉我答
案吗?


柔性翅膀,有极大的机动性,这个比刚性翅膀强多了,但刚性的飞机+helicopter也能
解决机动性问题。

microbee要负载跟其体积相比极重的仪器,柔性翅膀好呢,还是刚性翅膀好?

柔性翅膀会不会噪音太大呢?

忽悠们能告诉我答案吗?



有软件的话,输入几个参数一算就知道了



所以,制造工具总是应该提前一步的




美国就是一堆大忽悠 上窜下跳
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