蝴蝶飞行利用的是微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流,与大鸟的飞行原理是完全不同的。
研究一种蝴蝶在前飞时的气动力特性。在运动重叠网格上数值求解Navier-Stokes方程,对蝴蝶前飞时左、右翅膀的拍动运动以及跟随身体一起的俯仰运动进行计算。结果表明:蝴蝶主要用“阻力原理”作拍动飞行,即平衡身体重量的举力和克服身体阻力的推力均主要由翅膀的阻力提供。蝴蝶翅在下拍中产生很大的瞬态阻力(平行于拍动运动的力),对流动结构分析表明,产生此力的机制如下:每次下拍中产生了一个由前缘涡,翅端涡及起动涡构成的强“涡环”,其包含一个沿拍动方向的射流,产生此射流的反作用力即翅膀的阻力。平衡身体重量的举力主要由翅膀下拍中产生的阻力提供。上拍时(由于身体上仰,上拍实际是向后和向上拍动的),翅也产生阻力,但较下拍时小的多。平衡身体阻力的推力主要由翅膀上拍中产生的阻力提供。
蝴蝶是以靠上升气流飞行,它的翅膀是平面的,不象鸟的翅膀是弧面的,所以蝴蝶只能借助上升气流,扑扇翅膀才能飞动。
一般蝴蝶翅膀面积都要大于它身体的十几倍,稍稍扑动就能产生很大浮力。
绝薄的一层翅膜上布满许多纵向的“翅脉”,就如牢固的骨架。前后两对蝶翅分别长在它的中胸和后胸上,这里胸壁坚厚,肌肉强健,富有强大弹性,因此能有力地鼓动双翅作长途旅行。
当然蝴蝶翅膀再发达,想要一连几十个小时不停顿的越洋过海,仍是困难的。除了中途在大洋中寻找岛屿歇息外,恐怕还要靠它们的滑翔本领。
有的蝴蝶从高空飘然下降时,能张开双翅一动不动地滑翔而行。飞越大洋的蝴蝶大约也是巧妙的利用高空气流的动向,滑翔前进。
扩展资料:
蝴蝶飞行无声
我们之所以能听到声音,是它们的翅振动引起的,在空气中传播的振动波对耳朵的作用。我们的耳朵能觉察到每秒16~20000次振动的波,在这个范围内我们就感觉到了声音。高于或低于这个范围的波我们就感觉不到声音。
蝴蝶每秒振翅仅有4~10次,蝴蝶飞行振翅的频率低,通过空气传播到我们耳中,我们不能感觉到,我们也就听不到它们飞行的声音了。
蝴蝶蜻蜓等和鸟类飞行的原理是不同的:大尺度的鸟飞行运用的空气动力学原理与小尺度的蜻蜓、蜂鸟是完全不同的。
空气中存在着大量微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流,小尺度的蜻蜓、蜂鸟快速振动翅膀也能造成这类微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流,可以类比成布朗运动吧,但布朗运动的尺度还要远远小于微小尺度的空气旋涡。在与微小尺度的空气旋涡尺寸处于同一数量级上,密度又不太高的蜻蜓能充分利用了这些微小尺度的空气空气运动,因而能作出令人惊讶的不凡的飞行技能,而且其飞行效率也是远高于大尺度飞鸟的。
而蜂鸟由于密度大于蜻蜓,利用微小尺度的空气运动的能力就要弱一些,必须依靠快速振动翅膀,造成这类微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流,再加以利用,但仍远胜于大尺度的飞鸟。
大尺度的飞鸟由于翅膀体积远大于这些微小空气运动的尺度,作用于翅膀上的这些微小空气运动被互相抵消掉了。这正象大尺度范围观察不到布朗运动和越大型的飞机/轮船受气流/波浪的影响越小,飞行/航行得越平稳一样。
蜻蜓和蝴蝶翅膀的结构不同,蝴蝶翅膀表面覆盖了鳞片,又不象蜂鸟有内骨骼肌肉增强及灵活运动组织,使其不能象蜂鸟蜻蜓那样进行高频率的震动,因而产生和利用微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流必然弱于蜻蜓蜂鸟,因而飞行能力必然弱于蜻蜓蜂鸟,也可以说产生和利用微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流的能力与翅膀震动频率正相关,但蝴蝶利用的仍是微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流,与大鸟的飞行原理是完全不同的。
蝴蝶飞行还受到磁场影响:
加拿大的心理学专家最近在研究中发现,蝴蝶利用自己和太阳的相对位置来确定迁徙方向。此前有专家认为,蝴蝶是根据地球磁场来确定飞行方向的。
科学家研究了北美的一种蝴蝶。这种蝴蝶每年从加拿大飞行3500公里到墨西哥过冬。在这么漫长的旅途中,它们如何保证自己朝向西南方前进呢?
科学家将这种蝴蝶放在特制的飞行箱中,让它进行模拟飞行。通过控制蝴蝶的生物钟,科学家发现,它们的水平飞行方向会发生改变。如果蝴蝶的生物钟和当地一致,它就会朝西南方向飞;如果把蝴蝶的生物钟时间提早6小时,它就会朝东南方向飞;如果延迟6小时,它就会往西北方向飞。
这一实验表明,蝴蝶是依据太阳的方位来确认自己的飞行方向的。科学家同时发现,蝴蝶的飞行方向不受地球磁场的影响。
《蝴蝶怎么飞》
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞花儿怎么追
用力孤寂显绚丽妩媚
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞花儿怎么追
起起伏伏在风中徘徊
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞花儿怎么追
用力孤寂显绚丽妩媚
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞花儿怎么追
起起伏伏在风中徘徊
当春天不再温暖你看该怎么体会
天空依然明净蔚蓝色彩不会褪
春天不在冷香还在心情怎么飞
阳光她会轻轻拍触背
梦想梦想很美梦想敞开心扉
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞
花儿怎么追用力孤寂显绚丽妩媚
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞花儿怎么追
起起伏伏在风中徘徊
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞花儿怎么追
心中灿烂路线无尽光辉
蝴蝶怎么飞蝴蝶怎么飞花儿怎么追
我梦想大翅王是谁
当春天不再青春你看心中的滋味
所有快乐伤悲都是一样珍贵
光阴不在灯箱还在岁月怎么飞
阳光她会轻轻抚着你背
扇动翅膀
蝴蝶飞行利用的是微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流,与大鸟的飞行原理是完全不同的。研究一种蝴蝶在前飞时的气动力特性。在运动重叠网格上数值求解Navier-Stokes方程,对蝴蝶前飞时左、右翅膀的拍动运动以及跟随身体一起的俯仰运动进行计算。结果表明:蝴蝶主要用“阻力原理”作拍动飞行,即平衡身体重量的举力和克服身体阻力的推力均主要由翅膀的阻力提供。蝴蝶翅在下拍中产生很大的瞬态阻力(平行于拍动运动的力),对流动结构分析表明,产生此力的机制如下:每次下拍中产生了一个由前缘涡,翅端涡及起动涡构成的强“涡环”,其包含一个沿拍动方向的射流,产生此射流的反作用力即翅膀的阻力。平衡身体重量的举力主要由翅膀下拍中产生的阻力提供。上拍时(由于身体上仰,上拍实际是向后和向上拍动的),翅也产生阻力,但较下拍时小的多。平衡身体阻力的推力主要由翅膀上拍中产生的阻力提供。