本书是一本关于扑翼空气动力学的书，介绍了自然飞行动物（如鸟类、蝙蝠和昆虫）以及采用刚性和柔性机翼结构的人造微型飞行器（MAV）的空气动力学相关知识。本版重点介绍了自本书第1版（《低雷诺数飞行器空气动力学》，史维等著，2008年）出版以来的许多最新研究进展。我们对原书的第1章进行了大量拓展，对低雷诺数自然飞行动物和人造MAV进行了综合性的全面介绍。特别是，在简单的几何和动力学分析基础上，作者总结了将空气动力学特性和各种飞行特性与飞行物的尺寸、重量和速度联系起来的缩比律。在第2章中，我们紧密结合上一版，讨论了固定刚性机翼的空气动力学，并同时考虑了典型二维翼型和小展弦比机翼的三维翼型。第3章和第4章都进行了显著的扩展和更新。第3章研究了刚性机翼的扑动运动学和关键无量纲参数（如雷诺数、斯特劳哈尔数和减缩频率）之间的相互作用，讨论了各种非定常升力增强机制，包括前缘涡、快速上仰和旋转环量、尾迹捕获、翼尖涡和合拢—打开机制。通过对比实验观测结果，详细分析时间相关以及简化的准定常分析结果。从几何结构、翼尖以及失速裕度等方面考虑，比较了固定翼和扑翼的空气动力学特性。针对与扑翼相关的优化问题，在第3章提出了针对扑翼的单个及多个设计目标，包括最大化升力、减小阻力和最小化功率。

史维博士是现任香港科技大学校长，是Clarence L.“Kelly”Johnson Collegiate杰出学者，曾任密歇根大学航天工程系主任。他编著或与他人合著了四本著作，同时也是众多杂志和会议论文的作者，他的研究内容广泛，涉及与航空航天飞行器相关的众多主题。他与杨威迎（Vigor Yang，佐治亚理工大学）一起担任剑桥航空航天系列丛书的主编，并担任第9卷《航空航天工程百科全书》（2010年）的总编。他获得了2003年美国航空航天协会Pendray航空航天文献奖和2005年美国机械工程师协会热传递纪念奖。他在美国国家航空航天局、美国空军研究实验室和工业部门的资助下领导了多所大学的研究中心，他的学术观点被多个媒体引用，包括《纽约时报》和《今日美国》。

第1章 引言
1.1 自然界中的扑动飞行
1.2 缩比
1.2.1 几何相似性
1.2.2 翼展
1.2.3 翼面积
1.2.4 翼载荷
1.2.5 展弦比
1.2.6 振翼频率
1.3 滑翔、前飞及悬停的简单力学分析
1.3.1 滑翔和翱翔
1.3.2 有动力飞行：扑动
1.4 扑动所需功率
1.4.1 上、下极限
1.4.2 阻力和功率
1.5 本章小结
第2章 固定刚性翼空气动力学
2.1 层流分离和湍流转捩
2.1.1 Navier-Stokes方程和转捩模型
2.1.2 en方法
2.1.3 算例：SD7003翼型
2.2 低雷诺数空气动力学影响因素
2.2.1 Re=103～104
2.2.2 Re=104～106
2.2.3 自由来流湍流效应
2.2.4 非定常来流效应
2.3 三维机翼空气动力学
2.3.1 大迎角非定常现象
2.3.2 展弦比和翼尖涡
2.3.3 翼尖效应
2.3.4 非定常翼尖涡
2.4 本章小结
第3章 刚性扑翼空气动力学
3.1 扑翼及其运动
3.2 控制方程和无量纲参数
3.2.1 雷诺数
3.2.2 斯特劳哈尔数和减缩频率
3.3 扑翼非定常空气动力学原理
3.3.1 前缘涡（LEV）
3.3.2 快速上仰
3.3.3 尾迹捕获
3.3.4 翼尖涡（TiV）
3.3.5 合拢-打开机制
3.4 雷诺数范围O（102～103）的流动机理
3.4.1 运动学特性对悬停翼型的影响
3.4.2 阵风对悬停空气动力学的影响效果
3.5 雷诺数范围O（104～105）的流动机理
3.5.1 雷诺数为60000时平板流动的轻度失速和深度失速
3.5.2 雷诺数效应
3.5.3 翼型形状效应：Sane采用的Polhamus类比法
3.5.4 二维平板和三维平板的深度失速
3.6 非静态翼型的近似分析
3.6.1 前飞翼型俯仰和沉浮时的气动力估算
3.6.2 简化气动力模型
3.6.3 对部分简化模型的讨论
3.6.4 浸入在流体中的运动物体的受力换算
3.6.5 扑翼模型和旋翼模型
3.7 刚性翼飞行动物建模
3.7.1 悬停天蛾
3.7.2 悬停雀形目鸟
3.7.3 前缘涡和展向流动的雷诺数效应：悬停飞行的天蛾、蜂鸟、果蝇及牧草虫
3.8 本章小结
第4章 柔性翼空气动力学
4.1 柔性翼飞行器背景介绍
4.2 翅膀结构控制方程
4.2.1 线性梁模型
4.2.2 线性翼膜模型
4.2.3 超弹性翼膜模型
4.2.4 平板和壳模型
4.3 柔性翼缩比参数
4.4 弹性结构动力学和空气动力学的相互耦合
4.4.1 固定膜翼
4.4.2 扑动柔性翼
4.5 柔性翼力生成的换算参数
4.5.1 推进力和无量纲翼尖变形参数
4.5.2 昆虫大小的悬停柔性翼的缩比和升力生成
4.5.3 功率输入和推进效率
4.5.4 缩比参数对扑动柔性翼气动性能的影响
4.6 飞行动物和柔性翼
4.6.1 各向异性翅膀结构对悬停空气动力学的影响：天蛾
4.7 蝙蝠飞行空气动力学
4.8 本章小结
第5章 未来展望
参考文献
符号表