说说流体力学中的仿生学 - 未名空间MITBBS历史存档

s*r2008-10-29 07:10

1 楼

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

a*r2008-10-29 07:10

2 楼

人才啊
推荐全站置顶了祝你找到合伙人开业成功

【在 s*****r 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

s*r2008-10-29 07:10

3 楼

这么张扬？哈哈，发在这里只是希望有缘人看看就行了！

【在 a*******r 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

b*r2008-10-29 07:10

4 楼

UM一直在做MAV，UAV

【在 s*****r 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

g*d2008-10-29 07:10

5 楼

不错的样子
你是搞流体力学的?

【在 s*****r 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

c*p2008-10-29 07:10

6 楼

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。
http://www.uwm.edu/~jrs/COPEPODS%20CENTRAL.htm: ...................

【在 s*****r 的大作中提到】

: 这么张扬？哈哈，发在这里只是希望有缘人看看就行了！

s*r2008-10-29 07:10

7 楼

是啊，不过不是仿生这块的。例子都是听seminar了解到的。

【在 g*******d 的大作中提到】

: 不错的样子
: 你是搞流体力学的?

s*r2008-10-29 07:10

8 楼

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 c****p 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。

t*n2008-10-29 07:10

9 楼

这玩意看起来狠牛逼啊

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。
http://www.uwm.edu/~jrs/COPEPODS%20CENTRAL.htm: ...................

【在 c****p 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。

a*r2008-10-29 07:10

10 楼

写吧有包子鼓励

【在 c****p 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。

a*r2008-10-29 07:10

11 楼

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

m*32008-10-29 07:10

12 楼

re

k*e2008-10-29 07:10

13 楼

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

a*r2008-10-29 07:10

14 楼

每个人有自己专长不可能什么都知道啊

a*r2008-10-29 07:10

15 楼

赞
过几天再追加奖励

，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
个锂离子电池
。他们研究这些病毒的耐高温的机理...

【在 k******e 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

g*k2008-10-29 07:10

16 楼

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 s*****r 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

m*82008-10-29 07:10

17 楼

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

s*r2008-10-29 07:10

18 楼

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。

s*r2008-10-29 07:10

19 楼

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，

【在 m********8 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

m*82008-10-29 07:10

20 楼

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

m*82008-10-29 07:10

21 楼

you think there are much more sophisticated stuff in lab?
and industrial guys are all retard and idiots?
come on, there is no single potent computer program in the world able to
simulate even a minimal simplest 3d free-surface flow with large deformation!
please be patient and wait 5 years for my publication in journal of
computational physics on this subject!

s*r2008-10-29 07:10

22 楼

^_^，easy easy。
老实说，我没看明白你冲天的怨气到底从何而来。感觉像是遇到过考做仿生骗吃骗喝的
人。
流体三个体系，理论，实验，计算。从来没有人说研究只是给出一堆数据和图就算成果
的。
实验和计算，每几年国内BBS或者论坛都会来一次论剑，血雨腥风，我也见过，没意思。
我搞过计算，也在搞实验，没有偏袒那个的意思。我倒是知道实验领域的研究，
不光是针对流体问题本身的，带动新技术的运用也是一个非常有价值的方向。
例如两种三维PIV技术在医学上的运用，就是流体实验开始的。
还有就是核磁共振的技术也被运用于流体研究。
这些好多都是和工业界一起搞出来的，有贬低谁的意思吗？
我只是想介绍这些东西，别无他意。
倒是搞不清楚你一会儿说柔性体的问题拿软件算算就知道了，
一会儿又说计算三维自由面的问题数值很难。到底什么意思。
微观尺度的非牛顿效应连本构方程都没有研究完备呢，怎么数值计算？
关于直升机，我不了解他是否仿的蜻蜓。
但是蜻蜓研究的悬停和机动和现在的直升机不是一个原理。
他主要关心的是蜻蜓的飞行效率和他急变时生成的一对翼前涡。
我倒是对你的paper比较感兴趣啊。哈哈。华人圈里有牛人出现

【在 m********8 的大作中提到】

: you think there are much more sophisticated stuff in lab?
: and industrial guys are all retard and idiots?
: come on, there is no single potent computer program in the world able to
: simulate even a minimal simplest 3d free-surface flow with large deformation!
: please be patient and wait 5 years for my publication in journal of
: computational physics on this subject!

t*n2008-10-29 07:10

23 楼

//nodnod
俺们就是用自己写的fortran程序算，不用fluent之类的，根本handle不了

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

【在 s*****r 的大作中提到】

: 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。

s*r2008-10-29 07:10

24 楼

哇，牛逼了！不过算算我出来也3年多了！
当年用level set算过2维的Rayleigh-Taylor不稳定性问题。人家的程序，加入了多重
网格的算法加速，
弄的我昏天黑地。哈哈，现在破裂问题都能模拟了？强啊，现在我们实验室一个韩国人
在用PIV做drop的破裂
问题，感觉没有什么理论的分析，一捆数据，这个东西比较难分析。

t*n2008-10-29 07:10

25 楼

变形大的时候还是狠困难

How do you know there is no single code to solve 3d free-surface flow with
large deformation? VOF, Level Set have been widely used to tackle free-
surface problems with good accuracy. Even the simulation of bubble/drop
breakup has been presented to JCP, if i remember correctly.
by the way, the real first class contribution in fluid mechanics should be
published in journals like jfm or pof.
deformation!

m*t2008-10-29 07:10

26 楼

就我所知道的：
鲸鱼的前鳍的前缘被发现是波纹状的曲线，而不是一条平滑直线。人们就推测这样的复
杂形状可能有利于减缓大攻角下流动的分离或者可以提高升阻比，甚至有些wind
turbine的叶片也想模仿这种样子以其提高效率。但做过风洞试验以后发现并不是这回
事，还是传统形状简单的翼型表现得好。这样真是让人很糊涂。

d*e2008-10-29 07:10

27 楼

interesting

o*s2008-10-29 07:10

28 楼

You missed Jelly fish work by John D'abiri, locomotion by several MIT groups
, and many more.

【在 s*****r 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

s*r2008-10-29 07:10

29 楼

我不是这个方向的，所以很多都只是seminar里了解到的。
组里最近有人开始做fish project，才了解一些。
好像Texas和Harvard也有人在搞，还是用Tomographic PIV在搞。

groups

【在 o******s 的大作中提到】

: You missed Jelly fish work by John D'abiri, locomotion by several MIT groups
: , and many more.