【書報討論2020/12/10 （週次13）】
主講人: 國立台灣大學機械系終身特聘教授楊鏡堂教授
講題： 昆蟲之飛行力學與仿生微型飛行器設計,
時間：2020/12/10 (周四) 3:30 pm - 5:20 pm

• 2020-12-08
• admin

【書報討論2020/12/10 （週次13）】
主講人: 國立台灣大學機械系終身特聘教授楊鏡堂教授
講題： 昆蟲之飛行力學與仿生微型飛行器設計,
時間：2020/12/10 (周四) 3:30 pm - 5:20 pm
地點：工程五館 B1 國際會議廳
摘 要
本次專題演講與各位分享進行中之主題:「昆蟲之飛行力學與仿生微型飛行器設計」;昆蟲多變的飛行模式，機動性高，優越的飛行性能，成為近十年來微飛行器發展的主流。微小的體積更適合運用於複雜地形探勘、救災，以及居家防護照顧上。昆蟲飛行會以翼展軸做翅膀旋轉動作，透過不斷地翻轉翅膀，使下拍和上拍都能維持正的攻角。因此，不論上下拍，都可以產生升力。此外，由於昆蟲的翅膀旋轉機制，使其能有懸停飛行模式，這是一般鳥類無法達成的(鳥類中僅蜂鳥能懸停)。
    首先簡述研發之動機與背景資訊，接著選取雙翼飛行之枯葉蝶(Kallima inachus)、大白斑蝶(Idea leuconoe)、玉帶鳳蝶(Papilio polytes) 及四翼飛行之善變蜻蜓(Neurothemis ramburii) 、白痣珈蟌 (Matrona cyanoptera) 、短腹幽蟌 (Euphaea formosa)為分析之品種。研究初期使用兩台(三台)正交高速攝影機拍攝蝴蝶飛行動態，分析雙翼拍動與翼根旋轉變換方向之時間，其次參考蝴蝶翼外形與其運動，設計可獨立控制翼之三個旋轉軸之仿蝴蝶飛行機構。研究方法涵蓋生物實驗觀測與推論、三維非定常流場數值分析、PIV流場量測與仿蝴蝶撲翼機構測試。初步結果則有(1) 枯葉蝶及大白斑蝶腹部動態之深入解析與仿生機構設計分析、(2) 以仿大白斑蝶之拍撲機構，探討控制旋轉角主動旋轉及翅膀撓性被動旋轉的有無，對於前飛升力的影響，所得結果隨即提供飛行器設計及飛行策略參考，(3) 豆娘前後翼相位差之作用蜻蜓與豆娘因演化之型態而衍生之飛行模式;進行中之內容為撓性翼之效能、翼旋轉、掃掠角… ，正逐一加入各項飛行特性於仿生機構之中。
 
主講人簡介（Biography）:    楊鏡堂博士1983年8月畢業於University of Wisconsin-Madison機械系能源組，碩士及學士學位分別完成於國立成功大學機械工程研究所（1978）與造船工程學系（1974）。1983〜2008年任教於國立清華大學動力機械工程學系，2002〜2008合聘於奈米工程與微系統研究所，2008年8月起在國立台灣大學機械工程系擔任教學與研究工作。楊教授時任多部會委員服務社會：經濟部再生能源電能躉購費率審定會委員 (2016-2020) 、國家實驗研究院國家太空中心諮詢委員 (2013-2015, 2019-2021) 、綠推中心 常設專家 (~2020)、新竹市火災鑑定委員 (1988-2022) 、台灣仿生科技發展協會 常務理事 (2015-2024)。 楊教授的研究以熱流為主軸之跨領域研發，概分為能源與動力系統，奈微米流體系統與生醫實驗室芯片系統及元件，生物力學與仿生工程研究三大領域。 其研究成果丰硕，多次获奖，包括：  科技部傑出研究獎三次、孫方鐸教授力學獎章、 2016年東元獎 (機械/能源/環境領域)、2018年宗倬章先生榮譽講座教授、Science/Nature/APS專訪&報導(2014, 2011)、2007年中國工程師學會傑出工程教授獎、國家新創獎 (2019, 2018, 2015, 2014, 2008)、國家發明獎、Green Tech東元科技創新競賽亞軍 (2018, 2014, 2012)。