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 第三章鱼类游动的能耗、效率和推力 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 鱼类游动的能耗、效率和推力 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 ·了解鱼为什么会自主游动？ ·其体内的能源供给和转换过程及其效率如何？ ·鱼的推力是怎样产生的？
本课时内容 • 了解鱼为什么会自主游动？ • 其体内的能源供给和转换过程及其效率如何？ • 鱼的推力是怎样产生的？
鱼类的非凡能力 ·鱼类是最早的真骨类脊椎动物，已经进化了几亿年 ,为了攫取食饵、逃避敌害、生殖繁衍和集群徊游 等生存需要，经历了漫长的环境适应的自然选择过 程，因此发展了各具特色的在水中运动的非凡能力， 一既可以在持久游速下保持低能耗、高效率 一也可以在拉力游速或爆发游速下实现高机动性 3
鱼类的非凡能力 • 鱼类是最早的真骨类脊椎动物, 已经进化了几亿年 , 为了攫取食饵、逃避敌害、生殖繁衍和集群徊游 等生存需要, 经历了漫长的环境适应的自然选择过 程,因此发展了各具特色的在水中运动的非凡能力, – 既可以在持久游速下保持低能耗、高效率 – 也可以在拉力游速或爆发游速下实现高机动性 3
鱼类的自主运动 ·鱼类好比一台有生命的机器， 一在它的神经信号控制下， 一指挥其体内肌肉中占很大比例的一种叫做推进肌， 产生收缩动作（相当于原动机）， 带动鱼体内的被动生物组织（包括皮肤和脊柱）， 一一起实现波状摆动， 将肌肉中蕴藏的生化能转化为机械能， 一从而得以在水中自主游动 ·经过漫长的进化过程，这种生命机器的整体功能是 接近于最优的 4
鱼类的自主运动 • 鱼类好比一台有生命的机器, – 在它的神经信号控制下, – 指挥其体内肌肉中占很大比例的一种叫做推进肌, 产生收缩动作（相当于原动机） , – 带动鱼体内的被动生物组织（包括皮肤和脊柱） , – 一起实现波状摆动, – 将肌肉中蕴藏的生化能转化为机械能, – 从而得以在水中自主游动 • 经过漫长的进化过程, 这种生命机器的整体功能是 接近于最优的 4
鱼游运动生物力学 ·鱼游运动生物力学的研究任务是要从整体上探索 鱼作为一种生命机器的力学设计概念及其理论， 包括： 一神经控制 一肌肉力学 - 生物材料性能 一鱼的形态和运动观测（运动学) 一水中推进机制（外部流体力学) 一能量转换及其效率（力能学） 等等 5
鱼游运动生物力学 • 鱼游运动生物力学的研究任务是要从整体上探索 鱼作为一种生命机器的力学设计概念及其理论， 包括： – 神经控制 – 肌肉力学 – 生物材料性能 – 鱼的形态和运动观测（运动学） – 水中推进机制（外部流体力学） – 能量转换及其效率（力能学 ） – 等等 5