上浒充鱼大漫 Shanshal gina Tans Untuirsity 上海交通大学通识教育课程 力学仿生一启示与探索 第三章游泳 教师：陈俐 电话： 13916681363 地址：木兰楼B629 Email: li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院
上海交通大学通识教育课程 力学仿生 —— 启示与探索 第三章 游 泳 教师： 陈俐 电话： 13916681363 地址： 木兰楼B629 Email： li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院
本课时内容 ·理解划动法游泳的鱼类的结构特征 ·理解划动法游泳的过程和力学原理 ·划动法游泳的仿生启示
本课时内容 • 理解划动法游泳的鱼类的结构特征 • 理解划动法游泳的过程和力学原理 • 划动法游泳的仿生启示
划动法游泳的动物 ·很多鱼类以划动法为主游泳前进，胸鳍比较发达 的鱼类，利用胸鳍的划动使身体前进或后退 飞鱼 斑鳍飞鱼 Cypselurus arcticeps Cypselurus poecilopterus
划动法游泳的动物 • 很多鱼类以划动法为主游泳前进，胸鳍比较发达 的鱼类，利用胸鳍的划动使身体前进或后退 飞鱼 Cypselurus arcticeps 斑鳍飞鱼 Cypselurus poecilopterus
划动法游泳的动物 ·青蛙依靠后肢的划动游泳 -5 蛙的后肢的趾间有蹼，在水中划动时增加对水的推 力 青蛙 蛙泳
划动法游泳的动物 • 青蛙依靠后肢的划动游泳 – 蛙的后肢的趾间有蹼，在水中划动时增加对水的推 力 青蛙 蛙泳
划动法游泳的动物 ·鸟类中的游禽，包括家养的鸡、鸭和野生的天鹅 、野鸭、鸳鸯等，它们靠腿的划动游泳 一它们趾间有蹼，当腿向后伸时蹼就展开，增加对水 的推力 一当腿向前回复时蹼便褶缩，以减少对水的阻力 my7475.com 鸭蹼鞋，设计师 鸳鸯 鸭子 Valentin Vodev设计
划动法游泳的动物 • 鸟类中的游禽，包括家养的鸡、鸭和野生的天鹅 、野鸭、鸳鸯等，它们靠腿的划动游泳 – 它们趾间有蹼，当腿向后伸时蹼就展开，增加对水 的推力 – 当腿向前回复时蹼便褶缩，以减少对水的阻力 鸳鸯 鸭子 鸭蹼鞋，设计师 Valentin Vodev 设计
划动法游泳的动物 一鸭、鹅尾部有发达的腺体，分泌油类使羽毛能耐湿 ，减少对水的阻力 野鸭在池中游泳的平均速度为0.5m/s -实验室中，鸭的游泳速度达到0.7mls 斑嘴野鸭 鹅 鹅
划动法游泳的动物 – 鸭、鹅尾部有发达的腺体，分泌油类使羽毛能耐湿 ，减少对水的阻力 – 野鸭在池中游泳的平均速度为0.5m/s – 实验室中，鸭的游泳速度达到0.7m/s 斑嘴野鸭 鹅 鹅
划动法游泳的动物 ·有不少昆虫用划动法游泳 - 比如龙虱、水龟虫等鞘翅类和划蝽、仰泳蝽、田鳖 等半翅类昆虫 - 它们身体不能弯曲，靠扁形的后腿划游，后腿收缩 时对水产生推力，身体得以前进 一但是，后腿伸展时同样也有推力，所以要使虫体前 进，前一种推力必须超过后一种推力 龙虱 水龟虫 田整
划动法游泳的动物 • 有不少昆虫用划动法游泳 – 比如龙虱、水龟虫等鞘翅类和划蝽、仰泳蝽、田鳖 等半翅类昆虫 – 它们身体不能弯曲，靠扁形的后腿划游，后腿收缩 时对水产生推力，身体得以前进 – 但是，后腿伸展时同样也有推力，所以要使虫体前 进，前一种推力必须超过后一种推力 龙虱 水龟虫 田鳖
龙虱的划动法游泳 ·龙虱为了向后划时增大腿的面积，必须利用胫节 和跗节的游泳毛，向前划时胫节转动45°，使游 泳毛向后隐藏 胫节和跗节的衔接关节可转动100°， 这种转动是 胫节肌肉的收缩和水流方向造成的 一由此，使胫节和跗节的边缘部分向前移动而产生最 小的推力 一当腿开始后划时.胫节和跗节的面积最大 腿节 -胫节 基节 谢节 转节
龙虱的划动法游泳 • 龙虱为了向后划时增大腿的面积，必须利用胫节 和跗节的游泳毛，向前划时胫节转动45°，使游 泳毛向后隐藏 – 胫节和跗节的衔接关节可转动100°，这种转动是 胫节肌肉的收缩和水流方向造成的 – 由此，使胫节和跗节的边缘部分向前移动而产生最 小的推力 – 当腿开始后划时，胫节和跗节的面积最大
龙虱的划动法游泳 ·龙虱的腿向前划和向后划的速度是不同的，这是 造成在水中推力不同的原因 ·龙虱划动为每秒钟3~10次，前进35cm 一种水生昆虫，向后划动时游泳毛张 开，向前回复时毛丛闭合
龙虱的划动法游泳 • 龙虱的腿向前划和向后划的速度是不同的，这是 造成在水中推力不同的原因 • 龙虱划动为每秒钟3~10次，前进35cm 一种水生昆虫，向后划动时游泳毛张 开，向前回复时毛丛闭合
划蝽的划动法游泳 ·划蝽：体扁长，小形至中形，能发声 ·划蝽划游依靠胫节和跗节长着长毛的扁浆状后腿 而短的前腿和细长的中腿只起平衡作用 0 有趣的问题是：划游时腿关节的转动和促使这种 转动的十多种微细肌肉的协同收缩程序
划蝽的划动法游泳 • 划蝽：体扁长，小形至中形，能发声 • 划蝽划游依靠胫节和跗节长着长毛的扁浆状后腿 ，而短的前腿和细长的中腿只起平衡作用 • 有趣的问题是：划游时腿关节的转动和促使这种 转动的十多种微细肌肉的协同收缩程序