仿楓樹(shù)種子單槳葉旋翼

主講人 : 盧天健 教授

從母樹(shù)脫離后，僅有一個(gè)葉片的楓樹(shù)種子可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)并以恒定的速度落向地面。楓樹(shù)進(jìn)化出的這種自旋下落本領(lǐng)，延長(zhǎng)了其種子在空中停留的時(shí)間，可隨風(fēng)飄得更遠(yuǎn)，為楓樹(shù)種群的擴(kuò)張帶來(lái)優(yōu)勢(shì)。

報(bào)告人及其團(tuán)隊(duì)研究表明，楓樹(shù)種子穩(wěn)定自旋時(shí)具有內(nèi)稟平衡性，受到側(cè)風(fēng)干擾時(shí)還可隨機(jī)改變旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)而產(chǎn)生更為明顯的橫向擴(kuò)散；進(jìn)一步的形態(tài)學(xué)和力學(xué)分析表明，楓樹(shù)種子具有獨(dú)特的不對(duì)稱(chēng)質(zhì)量分布，且可由慣量橢球表示。模仿楓樹(shù)種子的慣量橢球特性，我們?cè)O(shè)計(jì)并制造的單槳葉旋翼?yè)碛信c楓樹(shù)種子完全一致的運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)，包括穩(wěn)定自旋時(shí)的內(nèi)稟平衡性和受到側(cè)風(fēng)干擾時(shí)的隨機(jī)改變旋轉(zhuǎn)方向，從而闡明單槳葉旋翼穩(wěn)定自旋下落的關(guān)鍵在于其不對(duì)稱(chēng)質(zhì)量分布，而不是葉片外形、空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化等其它因素。我們提出的仿生單槳葉旋翼設(shè)計(jì)方案具有可行性和普遍性，能夠拓展為可重復(fù)驗(yàn)證的理論，為國(guó)防、空中投放等工程應(yīng)用提供參考。

主講人簡(jiǎn)介：

盧天健，南京航空航天大學(xué)教授，航空航天結(jié)構(gòu)力學(xué)與控制全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)科帶頭人，多功能輕量化材料和結(jié)構(gòu)工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始主任，哈佛大學(xué)博士，享受政府特殊津貼：曾任劍橋大學(xué)材料工程講席教授、西安交通大學(xué)副校長(zhǎng)、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、教育部科技委數(shù)理學(xué)部副主任、《力學(xué)學(xué)報(bào)（英文版）》主編等職，現(xiàn)任國(guó)際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)盟理事、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、《應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)》主編。

1996年，盧天健到劍橋大學(xué)任教后即開(kāi)展超輕多孔材料和結(jié)構(gòu)研究，是該領(lǐng)域國(guó)際著名學(xué)者和最早研究者之一，2005年回國(guó)工作后旋即成為我國(guó)力學(xué)界的第一個(gè)“973項(xiàng)目”首席科學(xué)家及第一個(gè)“111引智計(jì)劃”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)和省部級(jí)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)（均排名第一），獲中國(guó)青年科學(xué)家獎(jiǎng)、中國(guó)青年科技獎(jiǎng)、徐芝綸力學(xué)獎(jiǎng)、航空航天杰出學(xué)者創(chuàng)新獎(jiǎng)，入選愛(ài)斯維爾“中國(guó)高被引學(xué)者”及斯坦福大學(xué)發(fā)布的全球前2%頂尖科學(xué)家榜單，獲選美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程院會(huì)士。

出版中英文專(zhuān)著12部，在Nature Mater，Nature Comm，Adv Mater及JMPS等著名SCI期刊發(fā)表400余篇論文，其中26篇Mat Sci Eng Reports、Small等期刊封面論文，多篇獲選“中國(guó)科協(xié)優(yōu)秀科技論文”、“中國(guó)百篇最具影響國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)論文”、“中國(guó)百篇最具國(guó)際影響力論文”等獎(jiǎng)項(xiàng)；SCI他引20000余次（28篇超百次，h因子72）；獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利100余件。

盧天健教授治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，為人師表，培養(yǎng)英國(guó)工程院院士1人、國(guó)家杰青2人，優(yōu)青及海優(yōu)各2人，被南航全校研究生評(píng)選為“我最喜愛(ài)的導(dǎo)師”榜單頭名。