The Biomechanics of Insect Flight pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Princeton Univ Pr

作者:Dudley, Robert

出品人:

页数:536

译者:

出版时间:2002-9

价格:$ 81.93

装帧:Pap

isbn号码:9780691094915

丛书系列:

图书标签:

Biomechanics
Insect Flight
Aerodynamics
Fluid Dynamics
Zoology
Entomology
Evolutionary Biology
Animal Locomotion
Wing Morphology
Flight Muscles

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小美书屋

book.quotespace.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

From the rain forests of Borneo to the tenements of Manhattan, winged insects are a conspicuous and abundant feature of life on earth. Here, Robert Dudley presents the first comprehensive explanation of how insects fly. The author relates the biomechanics of flight to insect ecology and evolution in a major new work of synthesis. The book begins with an overview of insect flight biomechanics. Dudley explains insect morphology, wing motions, aerodynamics, flight energetics, and flight metabolism within a modern phylogenetic setting. Drawing on biomechanical principles, he describes and evaluates flight behavior and the limits to flight performance. The author, then, takes the next step by developing evolutionary explanations of insect flight. He analyzes the origins of flight in insects, the roles of natural and sexual selection in determining how insects fly, and the relationship between flight and insect size, pollination, predation, dispersal, and migration. Dudley ranges widely - from basic aerodynamics to muscle physiology and swarming behavior - but his focus is the explanation of functional design from evolutionary and ecological perspectives. The importance of flight in the lives of insects has long been recognized but never systematically evaluated. This book addresses that shortcoming. Robert Dudley provides an introduction to insect flight that will be welcomed by students and researchers in biomechanics, entomology, evolution, ecology, and behavior.

飞行的奥秘：昆虫运动学与空气动力学（暂定名）书籍简介引言：微观世界的宏伟工程昆虫，这些地球上最古老、种类最多的动物之一，以其令人惊叹的飞行能力征服了天空。从嗡嗡作响的蜜蜂到优雅滑翔的蜻蜓，它们的飞行不仅仅是简单的升力与推力平衡，而是一场集精妙生物结构、复杂神经控制与流体力学效应于一体的微观芭蕾。本书旨在深入探讨昆虫飞行的基本原理，着重分析其运动学基础、空气动力学机制以及进化适应性，为读者构建一个全面且细致的昆虫飞行世界图景。第一部分：形态学与运动基础第一章：翅膀的结构与多样性昆虫的翅膀是进化的杰作。本章将详细考察不同目（如膜翅目、鞘翅目、直翅目等）翅膀的形态差异。我们将探讨翅脉骨架的几何结构如何影响翅膀的刚度和柔性。重点讨论膜质部分、鳞片覆盖以及翅膀边缘的微观结构（如微绒毛）在调节气流特性中的作用。特别关注双翅目昆虫的平衡器官——平衡棒（Halteres）的结构及其在飞行稳定性和姿态控制中的关键功能，将其视为一个独特的陀螺稳定系统。第二章：驱动系统：肌肉与神经控制高效的飞行需要强大的动力源。本章聚焦于驱动翅膀运动的胸肌系统。我们将区分直接肌（Direct Muscles）和间接肌（Indirect Muscles）。间接肌，特别是伸缩肌（Asynchronous Muscles），如何通过改变胸廓的形状来产生极高的拍动频率，这是昆虫飞行得以实现的关键。同时，深入解析神经系统如何精确控制这些肌肉的收缩时序，以适应不同飞行模式（如悬停、直线飞行或急转弯）的需求。第三章：运动学：拍动模式的解析昆虫的翅膀拍动并非简单的上下往复运动。本章将利用高速摄影和运动捕捉技术的数据，剖析不同昆虫的拍动轨迹。我们将考察拍频（Wing Beat Frequency）、冲程幅度（Stroke Amplitude）以及最重要的——运动中的“翻转”（Supination and Pronation）机制。详细分析翅膀在每个冲程末端如何实现高效、快速的姿态调整，以确保气流的持续有效捕获。第二部分：空气动力学原理第四章：低雷诺数下的挑战与机遇昆虫的飞行尺度极小，其飞行环境被流体力学定义为“低雷诺数”区域。在本章中，我们将阐释在低雷诺数下，传统翼型理论（如阿奇米德原理）的局限性，并引入适用于昆虫体型的特殊空气动力学现象。重点讨论如何利用粘性效应、惯性效应和压力梯度来产生升力，这与大型鸟类或飞机的空气动力学机制截然不同。第五章：关键升力机制：涡流的生成与利用昆虫飞行产生的升力，很大一部分来源于翅膀前缘产生和维持的稳定涡流——前缘涡（Leading Edge Vortex, LEV）。本章将详尽描述LEV的形成机制、其结构特征及其如何通过降低翼面上方的压力来提供远超静止翼型所能提供的升力。我们将探讨昆虫如何通过调整攻角（Angle of Attack）和翅膀的运动轨迹来主动控制和维持这些关键的空气动力学结构。第六章：非定常空气动力学效应除了前缘涡，昆虫的飞行还依赖于一系列非定常（Unsteady）的空气动力学现象。本章将深入探讨“尾迹捕捉”（Wake Capture）机制，即翅膀在下一个冲程开始时，如何重新利用前一个冲程留下的气流结构来增强推力和升力。此外，还将分析“桨叶效应”（Clap-and-Fling）——尤其在蜂鸟蛾等昆虫中观察到的，翅膀在冲程末端闭合后迅速张开时产生的额外推力。第三部分：功能性与适应性第七章：飞行控制与导航高效飞行不仅仅是产生升力，更是精确的控制。本章将讨论昆虫如何通过不对称地改变两侧翅膀的拍动幅度、相位或攻角来实现转向、侧移和刹车。引入神经回路在实时飞行修正中的作用，以及视觉系统（如复眼）如何为飞行控制提供反馈信息。第八章：能效与代谢限制飞行是能量密集型的活动。本章从生物能学的角度审视昆虫飞行。分析不同飞行模式（如巡航与悬停）的能量消耗差异，探讨昆虫的呼吸系统如何快速有效地提供所需的氧气和能量。讨论昆虫在应对温度变化和燃料储备限制时，如何调整其飞行策略以最大化飞行效率。第九章：进化与生物启发本章将昆虫飞行置于更广阔的生物学背景下。探讨昆虫翅膀结构在数亿年间是如何根据环境压力（如捕食者、气流变化）进行协同进化的。最后，本书将展望昆虫飞行研究对工程领域的启示，例如微型飞行器（MAVs）的设计，如何从这些高效、灵活的自然系统中汲取灵感，构建下一代仿生飞行器。结论：未尽的探索昆虫飞行研究是一个持续演进的领域。本书提供了对已知机制的系统梳理，同时也指出了当前研究的前沿问题，例如在复杂湍流环境中的适应性，以及对翅膀材料学和流固耦合的更深层次理解。本书旨在激发对这个微小而宏伟的飞行世界的进一步探索与思考。