Bio-Mechanisms of Swimming and Flying

Bio-Mechanisms of Swimming and Flying pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

☆☆☆☆☆
出版者:
作者:Kamimura, Shinji 编
出品人:
页数:417
译者:
出版时间:
价格:$ 213.57
装帧:
isbn号码:9784431733799
丛书系列:
图书标签:
  • 生物力学
  • 游泳
  • 飞行
  • 动物运动
  • 流体力学
  • 生物物理学
  • 运动学
  • 空气动力学
  • 水动力学
  • 生物工程
想要找书就要到 本本书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

This book covers a wide range of animals from flagellated microorganisms to marine mammals. It follows "Bio-mechanisms of Animals in Swimming and Flying" published in 2004 including 11 chapters. This time, the book includes 31 chapters on the latest researches into natural autonomous systems and locomotion in both flying and swimming organisms. The area of sports science such as analysis and simulation of human swimming is newly added. The computational frameworks for the modeling, simulation and optimization of animals in swimming and flying demonstrate an important role in the progress of interdisciplinary work in the fields of biology and engineering.

《水陆空:运动生物物理学前沿探索》 一部深入剖析生物体在不同介质中运动效率与机制的综合性著作 本书籍深入探讨了生物体如何在水、陆地和空气这三种截然不同的物理环境中实现高效运动的生物物理学基础。不同于专注于特定运动模式(如游泳或飞行)的传统专著,本书采取了一种跨学科、广视野的视角,旨在揭示生命系统为克服流体动力学(水/空气)和摩擦阻力(陆地)而演化出的通用设计原理与精妙工程解决方案。 第一部分:流体力学优化:水域运动的普遍法则 本部分聚焦于水生生物如何精妙地驾驭水流,最小化阻力,并实现高效推进。我们摒弃了对特定物种的详尽描述,转而关注跨物种的通用流体力学原理。 第一章:阻力与湍流的生物应对策略 水体运动的首要挑战在于克服粘性阻力和压力阻力。本书详细解析了边界层理论在生物表面的应用。我们探讨了不同生物体表面的微观结构(如鱼类的皮齿、海豚的皮肤质地)如何影响局部流场,以延迟或抑制湍流的形成。重点分析了仿生学的视角,例如,哪些结构设计能够实现“超低阻力”的表面状态,以及这些状态是如何通过主动或被动的机制维持的。 第二章:推进效率的效率解耦 水下推进的效率取决于推力产生与能量消耗之间的平衡。本章深入研究了波动推进(如鳍和鞭毛的运动)与脉冲推进(如喷射流)的力学特性。我们通过数值模拟和实验流体力学的方法,对比了不同运动模式下的推进效率与功耗曲线。特别关注了推进机构(如鱼鳍)的刚度、柔韧性以及在不同游速下的动态变形如何影响动量传递。这部分内容强调了推进模式选择的环境依赖性。 第三章:浮力、稳定性和姿态控制 在三维水体中,运动不仅关乎前进,更关乎稳定和精确的深度控制。本章分析了生物体如何利用体积密度分布和流线型体型来管理自身浮力和静稳定性。详细讨论了鱼鳔、脂肪沉积等生理结构在调节比重中的作用,以及尾鳍和胸鳍在动态姿态修正中所扮演的角色,特别是当生物体需要快速改变方向或抑制侧倾时,它们是如何协调作用的。 第二部分:陆地运动:摩擦、惯性与弹性势能的利用 陆地运动的挑战在于克服重力、管理与地面的相互作用力,并有效储存和释放弹性势能。 第四章:步态动力学与地面反作用力(GRF) 本部分将陆地运动视为一系列受控的跌倒与恢复过程。我们采用了动力学模型来分析不同体型动物(从昆虫到大型哺乳动物)在行走、慢跑和奔跑时的地面反作用力(GRF)矢量。重点探讨了支撑相与摆动相之间的能量传递效率。通过对步频与步幅关系的分析,揭示了在不同速度下,生物体如何通过改变关节角度和躯干刚度来优化能量消耗。 第五章:弹性驱动与能量回收机制 陆地运动的精髓在于对弹性势能的有效回收。本章详细考察了肌腱、韧带和弹性软组织在运动中的“弹簧”作用。我们对比了不同脊椎动物(如跳跃的袋鼠与奔跑的马)中,肌腱的长度、应变范围与力的传递之间的关系。分析了生物体如何通过精妙的肌腱-肌肉组合,在不消耗大量代谢能的情况下,实现高效率的周期性运动。 第六章:特化运动的生物力学——攀爬与跳跃 本章探讨了偏离标准行走模式的特化陆地运动。攀爬运动涉及对附着力与克服重力的平衡,分析了爪、垫、吸盘等附着结构的功能力学。对于跳跃运动,我们聚焦于预加载和快速收缩如何瞬时积累和释放能量,并对比了不同动物(如青蛙与跳蚤)在比例定律下的能量放大效应。 第三部分:空气动力学基础与跨介质比较 本部分将视线投向低密度介质——空气中的运动,并进行跨介质的系统性对比。 第七章:升力、阻力与气动效率 空气运动的核心在于生成足够的升力以抵消重力,同时最小化诱导阻力和寄生阻力。本书侧重于翼型理论在自然界中的实现,分析了不同翅膀截面形状(例如,高升阻比与高机动性之间的权衡)。探讨了翼展负荷如何影响不同体型飞行器的空气动力学性能。 第八章:推进与气动控制 不同于水中的连续波动,空气推进往往涉及周期性的拍打与扭转。我们分析了拍打过程中翼面的迎角变化、扭转角(Pronation/Supination)如何主动调控推力与升力的产生。此外,还讨论了尾部、翅膀边缘的微小结构(如羽毛的间隙或翅膀的褶皱)在气流分离控制和噪音抑制中的作用。 第九章:流体介质选择的成本与收益 在总结部分,本书将水、陆和空三种环境下的运动策略进行综合对比。分析了生物体为何选择特定的运动模式:是基于密度差异、能量代谢的限制,还是生存环境的约束。重点在于理解,运动效率(单位距离的能量消耗)是如何在速度、介质特性与生物体尺寸这三个核心变量之间寻求最佳的进化平衡点。 目标读者: 生物力学、生物工程、仿生学、动物运动生理学及生物物理学领域的学者、研究人员和高阶学生。 本书的独特价值: 通过构建跨越水、陆、空三个环境的通用力学框架,本书提供了一个前所未有的视角,揭示生命运动设计的深层统一性与适应性。它着重于机制、效率和跨尺度效应,而非物种特异性描述,为理解自然界中的运动工程提供了坚实的理论基础。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

从专业的角度来看,这本书的资料引用和参考文献部分处理得极为严谨。我特意去查阅了其中一些关键引用的原始文献,发现作者对于前沿研究的把握非常到位,似乎对近十年内该领域所有重要的突破性进展都有所涉猎和消化。这种扎根于第一手研究成果的写作态度,极大地增强了文本的可信度和权威性。它没有停留在教科书的层面,而是不断地将读者的视线引向那些尚未完全解决的科学难题和正在进行的探索。对我而言,这本书更像是一个高质量的“学术向导”,它不仅传授已有的知识体系,更重要的是,它点燃了进一步深究的热情,指明了未来研究可能的方向。每一次引用和论证,都像是为接下来的结论铺设了一条坚固的轨道,让人在阅读过程中对信息的真实性和深度充满信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格,说实话,一开始让我有点措手不及,它那种直截了当、毫不拖泥带水的叙事方式,需要读者具备一定的专业背景或者极高的学习热情才能完全跟上。它不像那些面向大众的科普读物那样,会用大量的比喻或者生动的故事来“哄着”你往下读,而是直接抛出核心概念,然后层层深入地进行剖析和论证。我记得在阅读某个关于流体力学基础的部分时,感觉就像是回到了大学课堂,每一个公式的推导,每一种力学模型的建立,都要求我必须全神贯注,稍有走神就可能跟不上作者的思路。这种阅读体验是挑战性的,但同时也带来了巨大的满足感。每当我攻克一个难懂的概念,那种豁然开朗的感觉,是读一般的消遣读物所无法比拟的。这无疑是一本“硬核”的著作,它考验读者的耐心和理解力,但回报也同样丰厚,它提供的是一种结构化的、深入骨髓的认知升级,而不是肤浅的知识点堆砌。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我最持久的影响,或许是关于“优雅”与“效率”之间关系的全新理解。我们通常认为最有效的解决方案就是最好的,但在阅读这本书时,我开始看到自然界是如何在满足基本功能需求的同时,将美学和简洁性融入其中的。书中对某些生物结构运动的描述,那种近乎艺术性的精准和平衡感,是冰冷的数学公式难以完全捕捉的。它让我意识到,最强大的科学和技术,往往也蕴含着一种内在的和谐之美。这不再仅仅是一本关于运动机制的工具书,它变成了一本关于设计哲学的启示录。它促使我跳出纯粹的计算和分析,去感受和欣赏那些历经自然选择考验的形态与功能所达到的完美统一。合上书本后,当我再次抬头仰望天空,或者观察窗边飞过的小鸟时,眼中的景象已经截然不同,多了一层理解其背后复杂而精妙运作的敬畏感。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的地方在于它对跨学科知识的整合能力,这绝非简单的知识拼凑,而是一种深层次的融合与创新。它巧妙地将生物学中观察到的生命体的精妙运动机制,与工程学中对效率、阻力、推力的数学建模紧密结合起来。这种视角转换,极大地拓宽了我的思维边界。我过去可能分别接触过关于鸟类飞行效率的生物学论文和关于翼型设计的空气动力学报告,但这本书做到的,是将两者置于同一个分析框架下进行审视,揭示了自然界在千万年进化中已经找到的最优解,并用现代科学语言进行阐释。它不只是在描述“是什么”,更深入地探究了“为什么会是这样”,以及“如何应用”。这种贯穿始终的辩证思维和系统性分析,让整本书的论述显得坚实无比,让人不得不对自然界的鬼斧神工肃然起敬,同时也对人类工程学的发展方向有了更深层次的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实令人眼前一亮,厚重的封面配上那种略带复古气息的字体,一下子就抓住了我的眼球。那种沉甸甸的质感,让人感觉里面蕴含着非同一般的信息量。我拿到手的时候,还特意在图书馆的书架上找了找,它那种低调却又充满力量感的视觉呈现,在众多琳琅满目的书籍中显得格外突出。我当时就想,这绝对不是那种泛泛而谈的科普读物,它散发着一种专业、严谨的气息,仿佛在向你宣告,这里面的内容是经过了深思熟虑和扎实研究的结晶。光是翻阅目录,那种对细节的把控和知识体系的构建,就已经让人心生敬畏。它不像某些畅销书那样追求花哨的排版和耸动的标题,而是选择了一种更内敛、更注重内容本身的力量。这种对书籍本体的尊重,在如今这个信息爆炸的时代,显得尤为可贵。我几乎可以想象,作者在撰写过程中,一定是花费了大量心血去打磨每一个章节的逻辑结构和论述深度,力求为读者呈现一个尽可能完善和深入的知识图谱。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度,google,bing,sogou 等

© 2026 onlinetoolsland.com All Rights Reserved. 本本书屋 版权所有