2025年12月9日下午，中国科学院大学工程科学学院（简称“国科大工学院”）邀请中国科学院院士、中国科学技术大学教授、流体力学专家陆夕云院士，于雁栖湖校区教三楼308报告厅为全校研究生带来一场题为“仿鱼类游动的动力学研究”的学术讲座。本次讲座由工学院副院长倪明玖教授主持，全校师生六十余人聆听了本次讲座。
陆夕云院士在开场中指出：“鱼类经过亿万年进化所优化的游动能力，为仿生航行器设计提供了持续创新的源泉。理解其背后的力学原理，需要融合流体力学、神经控制、肌肉力学、材料性能等多学科知识。”陆院士首先介绍了水生动物游动的三种基本模式：纤毛推进、反冲推进与波动推进，引导同学们思考生物高效运动的内在力学原理，他特别指出，鱼类尾鳍与昆虫翅膀的柔性特质可以显著提升其推进效率。陆院士团队做了很多实验，选取了包括非洲鲫鱼等多种鱼类进行研究观察，构建了合适的模型来量化这一机制，研究发现，模拟尾鳍的柔性板在流场中会呈现周期、过渡态与非周期等三类运动状态，且其运动方向由频率比这一无量纲参数控制。通过这些生动的案例，陆院士鼓励同学们勇于探索‘有趣’的问题，在持续的好奇心驱动下开展更具创造性的研究。
随后，陆院士讲解了团队用于验证理论预测的两个实验案例，分别是金鱼尾鳍和蜻蜓翅膀研究，以金鱼尾鳍为例，通过纳米压痕实验精确测得其脊柱鳍条的杨氏模量为5.23-6.89 GPa，据此推算出尾鳍的固有频率约为30 Hz。陆院士指出，这与金鱼实际游动时5-15 Hz的摆尾频率形成鲜明对比，频率比介于2至6之间，明确大于1。对蜻蜓翅膀的研究结果也显示出同样的规律，这些结果与理论模型的预测完美吻合，不仅证实了柔性结构在生物推进中的关键作用，也揭示了高效推进的一般性规律。陆院士娓娓道来，将研究思路讲解得清晰透彻，同学们深受启发，对科研思维有了更深入的理解。
接着，陆院士将话题引向更复杂的多体相互作用，即“鱼类群游的流体动力学”。他回顾了流体力学权威Lighthill爵士的著名猜想——鱼群的 orderly patterns（有序队形）可能源于个体间被动的流体力学相互作用，而非主动沟通。陆院士及其团队通过高精度数值计算以及精巧的实验模拟，首次验证了这一猜想，展示了多个柔性体如何被动地同步运动并形成稳定队形，并深入揭示了群体运动中的“头雁效应”动力学机理。
最后，陆院士展示了团队研究的仿生机器人，能生动表现鱼类的前进、上浮、急停等动作，甚至也实现了后退、旋转等鱼类不易表现出的动作，真正诠释了工程研究中“源于自然，高于自然”思想。
报告结束后，现场多位师生与陆夕云院士进行了积极充分的学术交流，陆院士对现场师生的提问一一进行了细致地解答，互动交流过程气氛活跃。聆听了这样一场精彩的学术讲座，相信同学们必将获益匪浅。
讲座结束后，现场气氛热烈，同学们主动来到台前，与陆院士合影、交流并请求签名。这场面对面的互动，不仅让青年学子感受到科学家的亲和力，也进一步激发了大家对科研事业的向往与热情。
文字：闫孟阳
图片：马佳慧
审核：鲍麟
