国学经典，永久流传《诗经朗诵全集》
《诗经朗诵全集》带你领略国学经典，永久咏传。...
2023-07-31
阻力理论
这是英国物理学家杰弗里·泰勒在1952年提出的。在阻力理论中，一个物体会被分成无穷小的部分，每个部分都会产生推力和阻力。
当鱼在波浪中运动时，垂直于鱼体的阻力大于平行于鱼体的阻力。结果是一个平行方向的推力，也就是向前的方向。
理论|来源:AIP发布
细长体理论
这是英国数学家詹姆斯·莱特希尔在1960年提出的。它与以前的阻力理论完全不同。他认为水的惯性是推动鱼前进的主要力量。
这使得鱼作为一个平面，可以通过小幅度波动产生推力。
这两种理论的主要区别在于产生的电力类型。
泰勒理论认为，使鱼向前游动的力来自阻力，阻力的方向与鱼的方向相反，但与物体的速度一致。莱特希尔认为鱼向前游动的力是由反作用力产生的，反作用力与力相反，与加速度一致。
后来，北京计算机科学研究中心的一个团队通过超级计算机模拟验证了这两个理论。
后来发现两种理论都是对的，只是鱼不同而已。
这主要和鱼的形状有关。当细长的鱼，如鳗鱼波动时，躯干产生的阻力是最重要的，因为这部分力的作用相对平稳和均匀。
模拟鳗鱼的主要运动模式|来源:文献1
至于鲭鱼，这种普通的鱼，在摆动的同时，也要依靠躯干的阻力，但尾鳍左右摆动产生的反作用力也很重要。
模拟鲭鱼的运动模式|来源:文献1
简单来说，鱼越长，越依赖于躯干产生的力，鱼越短，越依赖于尾鳍产生的力。
把力量转移到尾巴上的鱼有一个缺点，那就是很容易失去横向平衡，也就是说，一摆动尾巴就可能导致头部摆动。
对此，通过进化，鲅鱼抬高了身体中部的垂直面，增加了躯干前部的重量(可以说是增加了配重)，增加了左右摆动的阻力，从而避免了游泳时的跑偏。
虽然科学家们最终弄清楚了鱼是如何游泳的，但他们并不了解鱼游泳过程中能量是如何传递和利用的，这就是为什么直到现在，我们还没有能够创造出一个完美的仿生鱼游泳装置。
虽然之前做的仿生鱼可以模拟鱼的游泳效果，但还是有很多问题:要么游得太慢，要么耗电太多，要么身体太大，要么结构复杂。
各种仿生鱼|来源:文献2
游泳很容易看到，但即使是我们身边常见的现象，也很难理解其中的原理，更难复制。
在自然面前，人类的知识真的很少…
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