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仿生学在船舶设计上的应用
仿生学是一门通过研究生物的结构、功能和行为等方面，来为人类工程技术提供启示和借鉴的学科。
在船舶设计上，仿生学也有广泛的应用。
以下是一些船舶设计中应用仿生学的例子：
1. 船体形状：许多船舶的船体形状都受到了生物的启发。
例如，鲸鱼的身体形状具有良好的流线性，能够减少水的阻力，因此一些高速船舶的船体形状就模仿了鲸鱼的身体形状。
2. 螺旋桨：船舶的螺旋桨是通过旋转来产生推进力的，其设计灵感来自于鱼类的尾巴。
鱼类的尾巴通过左右摆动来推动身体前进，而螺旋桨则通过旋转来推动船舶前进。
3. 船舵：船舶的船舵是用来控制航向的，其设计灵感来自于鸟类的翅膀。
鸟类通过调整翅膀的角度来控制飞行方向，而船舵则通过调整角度来控制船舶的航向。
4. 防污涂层：船舶在航行过程中容易受到海洋生物的附着，从而影响航行速度和燃油效率。
一些船舶的防污涂层
采用了仿生学技术，例如模仿鲨鱼皮的表面结构，来减少海洋生物的附着。
总之，仿生学在船舶设计中有着广泛的应用，可以提高船舶的性能和效率，减少能源消耗和环境污染。
仿生新科技：类鱼鳍如何取代螺旋桨在自然界，鱼类畅游依靠鱼鳍，而船只想要前进使用的却是螺旋桨。
为什么船使用螺旋桨而不是参考鱼类，使用类鱼鳍的推进装置？归根结底还是因为仿生推进技术不够成熟。
不过最近前海洋生物学家和建筑师本杰明·皮埃特罗·费拉尔多开发出了一款名为Velox（如图）的推进器，可以模仿鱼类柔软的鳍在水中推进，所产生的推力是一般螺旋桨的三倍。
未来，仿生鱼鳍或将取代螺旋桨成为船只的一部分。
船舶推进大自然不用螺旋桨。
那人类为何要用？新“鳍”科技没有任何已知的海洋生物使用类似螺旋桨的构造。
这也许是因为从现有的动物身体构造中很难进化出这种部件。
也可能是因为螺旋桨对自己干的活也不算特别擅长。
当为了向前推进而推动水时，螺旋桨的尺寸更大不仅力道更大，也更高效。
但是，螺旋桨越大，就越难与船体适配，也越容易增加船的吃水，导致船沉陷在海床上。
因此，即便是最大的船舶，螺旋桨的直径也只有10米左右。
相比之下，鳍和鳍状肢会侧向伸展，所以不受这种几何形状的限制。
这意味着它们可以长得足够大，向四周推动更多的水。
它们也不需要像螺旋桨那样坚硬。
事实上，柔韧性几乎是其定义的一部分（坚硬的鳍可能还是称作桨更合适）。
因此，它们不易因碰触海床或其他物体而受损。
于是，鳍已进化为在海洋中获取推动力的首选“装备”。
从鱼、鱼龙，到海豚和鲸鱼，鳍屡屡出现。
鳍的表亲鳍状肢也一样，从蛇颈龙和海龟到海豹和企鹅，都能见到这种构造。
鉴于进化对鳍投出的信任票，如今看来时机已经成熟，可以让船舶螺旋桨这项技术经受一点仿生学上的颠覆了。
而颠覆者现在可能已经降临，他就是前海洋生物学家和建筑师本杰明·皮埃特罗·费拉尔多（Benjamin Pietro Filardo），他正在研究如何设计出从水流中获取动力的设备。
他计划使用柔韧的材料，可以更轻松地甩掉卷入设备中的任何杂物。
他随后意识到，过程中的波浪起伏或许也可以有效地转化为推力。
“旅行者”水下航行器的设计本设计出发点是希望航行器能够小型化，机械结构简单化，并且更加灵活。
与传统的ROV不同，航行器只有三个螺旋桨，左右和尾部各有一个螺旋浆，用于平衡力矩、产生推力以及改变航向。
左右螺旋桨正后方加了两个舵，通过舵机拉动球头拉杆，实现通过对舵的控制，调节竖直、水平推力分力的大小，实现上浮下潜。
同时在航行器头部安装摄像头，可以进行图像传输，图像处理，目标追踪。
标签：水下航行器1.研究目的通过在仿生机器鱼身体两侧增加两个螺旋浆，使得仿生机器鱼的机动性能增强，可执行任务更加广泛。
与别的无人水下航行器相比较，小型高速单关节自主鱼在深度不变的水层中游动时，如同仿生机器鱼一样灵巧便捷，能够进行在危险、狭窄、复杂水下环境中的监测、侦探等。
拥有强大机动性的小型高速航行器还能在后续开发中携带很多传感装置和侦查设备，可广泛运用于海洋生物考察、海底勘探和海洋救生等许多场合。
2.国、内外现状国外在水下航行器领域处于领先地位，我国也提出了海洋强国的发展战略。
水下无人航行器越来越受关注，国内外发展迅速。
无人水下航行器应用领域广泛，例如海洋勘探，海洋救援，海洋军事等一些不方便人类进行的海洋活动都可以应用无人水下航行器进行作业。
因此对于水下航行器的能机动性以及多功能性要求比较高，但目前制造的无人水下航行器待改进的方面还很多，例如体积过大，受海洋环境的影响较大，续航时间有很大限制等。
3.项目特点1）此款无人水下航行器拥有高度的灵活性;外形设计简单小巧，仅用了三个螺旋桨加上辅助控制的舵，就可实现基本的运动，运动速度在浅水区可达2-4节。
2）整体外型的仿生设计，航行器的整体外型参照鱼的形状设计，整体外型程流线型，减少运动的水阻，减少能耗，提高效率，增加航行器的续航时间。
3）在航行器上增加了舵的使用，仿照航模飞机副翼和船舶转向舵，通过舵机控制舵，改变舵面的角度，从而改变水平和竖直方向推力分力的大小，更好的控制航行器的上浮和下潜。
仿生学在船舶设计中的应用研究随着科技的不断进步，人们对于自然界的认知也在不断加深。
而仿生学作为一门从自然中获取灵感，模仿自然现象、生物特性以及生态系统设计的学科，越来越受到重视。
其应用不仅涵盖航空、机器人、建筑等多个领域，近年来也在船舶设计中得到了广泛应用。
本文旨在探讨仿生学在船舶设计中的应用研究。
一、船体结构设计仿生学在船体结构设计中的应用，主要是基于生物结构中的优良特性，来改善船体在水中的行驶性能和航行安全。
举个例子，啮齿类动物的牙齿纹理分布可以使它们更好地捕猎和咀嚼食物。
基于这一特点，船体表面可以采用小尺度的凹凸纹理，来减小水阻，增加速度。
同时，仿生学还可以借鉴颜色、形状等多个方面的因素，来优化船体的结构设计。
二、舵型设计船舶的舵型设计对于其操纵性和稳定性有着至关重要的影响。
仿生学在舵型设计中的应用，主要是通过模仿鱼类和海豚等水生动物的身体和鳍状器官的形态，来优化船舶的舵型。
以鱼类为例，它们的身体在水中游动时，尾鳍扮演着支撑和推进的双重作用。
仿照这一特点，船舶舵设计可以采用相应的形状和尺寸，以增强其稳定性和机动性。
三、先进材料的应用仿生学的应用不仅限于外形设计，还包括材料工程。
船舶的结构和舵型设计需要用到一系列特殊材料，如复合材料、柔性材料等。
这些材料的特性需要与仿生学的特点相匹配，以实现最优的船舶设计。
在仿生材料上，例如仿制从鹦鹉螺的尾巴中获得的柔性材料，可用于舵扇，在船体外表上做适当的覆盖物，如果船体与阻力外环触及、产生适应型摩擦、减少洋流与海浪所产生的阻力等等，目前新型的添加物已经进入实验阶段，效果比传统的造船方式更优。
四、总结随着仿生学应用在船舶设计中的不断发展，船舶的性能和安全水平也得到了进一步提升。
然而，仿生学在船舶设计中还存在着许多亟待解决的技术难题，如生物结构与材料特性之间的匹配、仿生学设计的实施可行性等。
未来，随着科技的不断进步，我们相信仿生学在船舶设计中的应用研究将会取得更加显著和卓越的成绩。
浅谈仿生学在高性能游艇设计中的应用摘要游艇，是一种水上娱乐用高级耐用消费品。
它集航海、运动、娱乐、休闲等功能于一体，是满足个人及家庭享受生活的需要的娱乐交通工具，是富豪阶层所追求的奢华的生活方式的代名词。
本研究的目的通过探究仿生学与仿生设计来分析游艇造型趋势，用以指导设计造型与功能相统一，关学与实用性相统一、适度超前，并独具个性的运动型概念高性能游艇，以此诠释娱乐、健康、运动的生活方式。
[关键词]仿生设计；高性能船舶一、游艇与高性能游艇改革开放以来，中国的经济发展取得了举世瞩目的成就，经济的发展造就了人数众多的中国富豪，对于中国的富豪阶层来说，它们需要通过商品来显示自己的身份和地位，他们通过购买奢侈品，例如超级跑车，名牌手表，古董，游艇等等来显示他们的成功。
游艇，是一种水上娱乐用高级耐用消费品。
它集航海、运动、娱乐、休闲等功能于一体，是满足个人及家庭享受生活的需要的娱乐交通工具，是富豪阶层所追求的奢华的生活方式的代名词。
高性能船舶是为突破常规船舶性能和适应特殊环境要求而开发的，具有某些特殊性能的船舶。
高性能船舶拥有较高的航速、较好的耐波性、浅吃水等特点。
从技术内涵来看，高性能船舶是指应用了某一或者几个流体力学支撑原理、航速高于常规船，综合航行性能优异的船舶。
按船体运动原理和特性，高性能船舶可分为排水式高性能船舶和非排水式高性能船舶。
目前高性能排水式船主要有高速单体船、高速双体船、小水线面双体船、高速穿浪双体船、和高速多体船等。
非排水式高性能船舶主要包括气垫船、水翼船、滑行艇、冲翼艇等。
小水线面双体船是高性能船舶中发展较快，趋于成熟的船型，在军事和民用领域的应用越来越广。
小水线面双体船突出的优点是受波浪干扰力小，具有优良的耐波性；波浪中失速小，能在恶劣的海况条件下保持船体的高速航行。
实际航行的数据表明，200吨级的小水线面船在5级海况的条件下运动性能优于1000吨级的单体船。
此外，宽阔的甲板面积也是它的一个很重要的优势，实际数据表明，400吨级的小水线面双体船的甲板面积与1600吨级的单体船相当。
《装备维修技术》2021年第6期—103—基于仿生学的中型游艇造型设计苏文学 吴永强 张 磊（山东交通学院，山东 济南 250300）邮轮产业因为其具有的巨大商业价值被誉为“漂浮在黄金水道上的黄金产业”。
据估计我国的游艇产业价值在未来可达400亿至500亿元。
虽然市场前景广阔，但行业里的竞争残酷，打造自己的游艇设计风格和游艇文化才是取胜的关键，由此基于仿生学的游艇造型设计的优势便凸显了出来。
国内进行仿生学与游艇造型设计研究的专家学者[1-7]也有很多，留下了许多可供参考的文献。
国外知名的游艇厂商目前大都沿用传统的船舶结构特点进行游艇的造型设计，但是仍有一些前卫的设计师在探索着游艇的仿生造型设计，如Schopfer 游艇公司，英国的概念游艇，“Penna”、“DNA”、“Conch”等。
这些设计大都是超级豪华游艇，结构复杂，生产工艺要求较高。
本设计基于蓝鲸的仿生学特征，探索了一条中小型游艇设计之路。
2 仿生设计2.1对象选择 在做中型游艇造型仿生设计的选型时，首先要对中型游艇的特征进行大概的了解，同时也要对现代的游艇造型设计风格有所了解[8]。
在总结出其特征之后，带着设计要求去寻找相对应的生物原型，便是蓝鲸。
蓝鲸 作为设计原型的优势巨大。
首先就体型而言，鲸鱼的身形尺寸和中型游艇的尺寸大致相当，具有优越的尺寸优势，这在做仿生设计时减少了计算换算比例的麻烦，降低了设计的复杂度，让设计变的更加简单。
其次蓝鲸的体型大而匀称，游动时流畅优雅，作为仿生设计原型能带给人们更加舒适的视觉感受，同时也拥有更加舒适的乘坐体验。
最后是鲸鱼的意象方面，具有自由与生命力。
这三个方面使得蓝鲸成为该次仿生造型设计的不二之选。
2.2设计过程 蓝鲸结构线提取。
从蓝鲸到游艇的转化过程实则就是一个简化提取的过程，作为仿生设计原型的蓝鲸虽然有很多优越的生物特性，但是在实际的设计过程中设计者不可能全部都用到，有些甚至会影响设计的效果。
荷兰“旗鱼”级潜艇
作者：刘波
来源：《小学生学习指导·小军迷联盟》2019年第10期
“旗鱼”级潜艇是荷兰于20世纪60年代研制的常规潜艇。
研发历史
20世纪60年代，荷兰决定开发新一代的传统动力攻击潜艇。
1965年，荷兰正式订购两艘新一代潜艇，首艇命名为“旗鱼”号（S-806），二号舰命名为“虎鱼”号（S-807），分别于1970年和1971年下水，并先后在1972年8月与10月服役。
此外，“旗鱼”级潜艇还出口了2艘。
性能解析
“旗鱼”级潜艇的艇首装置了6具533毫米鱼雷管，舰上鱼雷舱可容纳14枚鱼雷，使用美制MK-37、MK-48与NT-37等鱼雷。
不过，因鱼雷管设计问题，“旗鱼”级潜艇无法发射导弹或水雷。
基本资料
·服役时间
1972—1995年 ·同级數量
4艘
·排水量
2620吨
·全长
66.9米
·全宽
8.4米
·吃水
7.1米。
仿生航行器的研究进展作者：马田博闻张洪信秋浩楠来源：《青岛大学学报（工程技术版）》2022年第03期摘要：由于仿生航行器具有高效性和高机动性等优点，已成为仿生机器的研究热点。
仿生飞行器以扑翼式飞行器和机器鱼为主，本文主要综述了扑翼式飞行器的空气动力学、结构原理和研究方法等内容，并重点介绍了机器鱼的力学分析理论、计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）分析方法以及身体/尾鳍模式和中央鳍/对鳍模式两类仿生鱼的结构原理和发展现状，总结了仿生机器鱼在推进机理、设计优化、运动控制等方面所面临的问题。
研究结果表明，机器鱼的扑翼系统可实现集上浮、悬停和推进于一体，将有限的动力分配到各个机构，实现了动力的有效分配。
同时，结合机器鱼的局限性，本研究还提出了一种新型的扑翼机器鱼的可能性，为后续研究提供了一定的思路。
该研究为海洋资源的勘探、民用及军事领域的发展提供了理论基础。
关键词：航行器; 仿生; 扑翼系统; 机器鱼; 研究现状中图分类号： TJ630; Q811.213文献标识码： A文章编号： 10069798（2022）03010308; DOI： 10.13306/j.10069798.2022.03.015天上的飞鸟和水中的游鱼运动自如，为人类提供了丰富多样的仿生素材，出于解密自然、开发和利用自然的诉求，许多科研学者对仿生航行器的研究日益增多。
目前，已有的仿生航行器主要为扑翼式飞行器和机器鱼。
扑翼式飞行器是一种仿生飞行器，其设计初衷是通过模仿自然界中的鸟类和昆虫扑动翅膀来获得升力进行飞翔。
由仿生学可知，鸳鸯的心脏占体重的8%，小蜂鸟则达22%，麻雀飞行时，其心跳高达800次/min。
空气动力学研究表明，与体积和质量相同的固定翼和旋翼飞行器相比，扑翼式飞行器在操作、控制及灵活等方面具有更为突出的优势[1]。
近年来，应用比較广泛的水下机器人大多采用螺旋桨作为动力，但螺旋桨噪声大，对环境产生扰动，且灵活性和隐蔽性较差。
十大颇具创意的海洋动物仿生设计源于海洋动物形体特征的仿生设计有很多，科学家通过对特殊而又具有代表性海洋动物形体特征的分析与研究，寻找海洋动物独具的美感因素与合理适应大自然的奥秘所在，并将这些自然界中的合理因素运用仿生设计学引入到日常的设计与生活中。
下面是十大颇具创意的海洋动物仿生设计。
鱼形汽车研究人员从鱼类身上获得了灵感，将鱼类“避免碰撞”、“同排移动”和“靠近同伴”三种行为规则应用于驾驶操控上，开发了一种智能化概念汽车“EPORO”。
该技术模仿鱼群在前行时绕开障碍物的同时避免互相碰撞的活动模式，使得该款概念车能够在车流中穿梭自如。
和现在马路上带着噪音呼啸而过的汽车不同，当EPORO在马路上行驶时，会自动按照行进方向编组，同路线的汽车既互相跟随，又保持一个合理的间距，而且，当前方出现障碍物时，还会自动规避。
简言之，这是些既不会堵车，也不会撞车的汽车。
水中污染物的仿生机器鱼这种机器鱼体长约50厘米，高15厘米，宽12厘米，身上装备有探测传感器，可以自动监测河水中的多种污染物，如轮船泄漏的燃油或其它化学物等，并利用GPS装置将数据适时传给研究人员。
这种机器鱼是科学家们根据仿生学原理设计制造的，它们游动起来酷似真正的鲤鱼，身体在发动机的推动下来回摆动，并用鳍和尾来改变它们的游动方向，其游动速度可达每秒半米。
这些机器鱼充电一次就能在水中持续游动24小时。
机器鱼“嗅出”一片水域中的有害物质时，它们就通过wi-fi无线连接彼此交流数据，然后适时向研究人员和环保部门发出警报。
台湾生化实验大楼仿照鹦鹉螺外形设计鹦鹉螺贝壳是大自然最完美的形状之一。
自然界里，鹦鹉螺壳内部形成一连串相互连锁的完美螺旋对生规律、质地为珍珠质的小室，如此大自然奇迹的外壳里却隐藏着丑陋的头足类软体动物。
台湾生化实验大楼群由两幢大小互异、类似鹦鹉螺外壳的实验室大楼所组成。
两幢生化实验大楼内部为处理极端危险病毒研究的先进实验室，其外以象征完美形体与精密技术的外壳所包覆。
旗鱼仿生游艇设计研究聂紫薇【摘要】随着社会的快速发展,游艇不再只属于发达国家的高层贵族,也逐渐变得平民化,游艇旅游业呈上升趋势.本文介绍了以仿生设计为主的游艇设计,以旗鱼为仿生对象,参考旗鱼的形态模式,结合空气动力学原理,将其应用在游艇造型设计中.旗鱼,海洋中游速最快的鱼类之一,远看似一面面旗帜在海面上穿梭.本设计创新点如下:一是将其鱼鳍化作帆的形态,使造型新颖独特;二是帆面能根据风向调整角度,使得游艇借助风力在海面上航行.由此完成设计内容.【期刊名称】《家具与室内装饰》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】2页(P64-65)【关键词】仿生设计;旗鱼;游艇;远航【作者】聂紫薇【作者单位】武汉理工大学,湖北武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TS664.01自然界的一切都是经过很长一段时间的演变而来，从地球诞生之初开始，地球上便有了生命。
这些生命，是大自然选择的结果，它们比我们所认为的“适合”要更契合自然，更能遵从自然界的规律和规则。
在悠久的历史中，从人类诞生起，我们便从大自然中的植物、动物身上捕捉灵感，仿生便是将这些生物的特征提炼再应用于设计里的一种研究方法。
利用这一设计方法，本文阐述了一款概念游艇的设计。
作为一种水上运动的方式，游艇同时也属于机械类工业产品[1]。
游艇在国外作为休闲娱乐的一种方式已经比较普遍，而在国内用于公共游览比较多，随着科研能力的不断增强，我国游艇产业的发展还有着很大的提升空间。
就目前发展状况而言，国内设计的游艇造型外观大多没有新意和明显的特色，尚且处于初步萌芽阶段[2]。
游艇除了出海航行之外，也是十分理想的聚会场所之一。
当游艇离开码头航行，游艇人员和聚会时间都受到游艇容纳量的限制,因而游艇内部空间具有局限性，空间局限也限制了游艇设计的艺术表现手法[3]。
本次设计的游艇可以远距离航行，进行数小时或半天的离岸聚会。
游艇最大的消费群体是中等收入群体[4]。
由于中小型游艇占据了国内主要游艇市场，本设计旨在针对社会中上层阶级，尤为青年（25—40岁）家庭，设计出适合家庭出游休闲的中小型游艇。
此次设计的游艇主要突出整体的流线感和现代感，除此之外，高辨识度也是另一重要方面，游艇设计应让人一眼就能看出自身特点及与其他游艇的不同之处。
该设计同时新增帆的功能，使得在远洋航行时可以借助海面上风力，无需使用自身动力便可行驶前进。
设计将完成游艇的新颖造型、功能说明、动力系统和空间结构四大板块。
2.1 游艇外观以仿生为主要特点，仿生对象是旗鱼。
旗鱼，又名“芭蕉鱼”，是游速最快的鱼之一，旗鱼是海洋中的短跑冠军，在加速游动时，它收起背鳍减少水的阻力，前部细长的吻突将水往两边分开得以快速前进。
游艇外观曲线取自于鱼的形态，整体的造型为流线型，流畅自然又使人感到亲切。
除了生物原型的选择之外，由生物外形到产品造型的一系列转变过程，都会影响到游艇外观设计和舱室的结构布置[5]。
除此之外，船帆的造型设计也是亮点之一，将旗鱼的鱼鳍简化为仿生元素，应用在船帆的形态上，设计出五张大小不同、相互分离的船帆帆面，游艇快速前进时，将船帆收起，类似于鱼快速游动时将背鳍收起，当快速前进时，可通过计算机操作，将帆立起，利用风力行驶在水面上，远远看去像一只游动在水面的鱼。
2.2 游艇功能通过计算机系统的数据处理，调整帆面之间和帆面与风力之间的角度，使得游艇利用风力在水面上前进。
其原理来源于伯努利定律。
2.3 游艇动力两种动力方式，自带发动与风力发动相结合。
一是在追求速度感时，可通过内置涡轮发动实现快速行驶，由水流穿过正在旋转的机片来获取动能，这种方式使得游艇具有很大的速度提升，另一方面，这种推动方式无需使用大量燃油，减少了能源消耗与废气排放，绿色且环保。
二是，当不需要很大的速度时，可通过计算机控制帆的角度，利用风能当作动力来源，从而行驶在海面上。
2.4 空间结构内部空间上，结合人性化设计的设计方法，合理布局，由于该设计是中小型游艇，合理利用空间十分重要，由于尺寸限制，内部空间可能会稍显狭窄，这样一来便会使人有压抑感，因此，空间上方封顶处设计成玻璃，抬头侧头便可看到天空和海面的美丽景色，游艇内部更加宽敞明亮，让人生活舒适，身心放松，避免感到空间压抑。
3.1 设计参数长度：12.8米，宽度：3.3米，型深：2.6米，吃水：1.1米，乘员：4—6人，巡航速度：40节，最大航速：50节，排水量：87吨。
3.2 外观设计游艇外观曲线取自于鱼的形态，整体的造型为流线型，流畅自然使人感到亲切；将旗鱼似旗子的鱼鳍，简化为仿生元素，应用在船帆的形态上，远远看去像一只游动在水面的鱼。
如图1，图2，图3分别是游艇整体造型、收帆造型、侧风造型。
色彩上，游艇以蓝白为主色，蓝色与天空和大海颜色相同，白色代表着宁静和永恒。
3.3 功能设计本设计功能的亮点是通过计算机系统的数据处理，可以调整风帆角度，使得利用风力在水面上行驶。
其原理来源于伯努利定律：当流体流动速度提高时，表面的静压力降低。
简而言之，就是流速大，压力小。
很多人认为，当船艇顺风时是航行速度最快的时候，其实并不是如此。
当风从正前（后）方吹来时，由于船艇自身重量有限，可能支撑不住海面上的风力，从而会有翻船的隐患，一般来说，当船上操作员是新手时，需要至少72小时的适应才能控制顺风航行的船艇。
最好的风向是侧风，包括侧逆风和侧顺风，以下以侧逆风举例说明。
一方面，当风吹来时，根据伯努利原理，迎风面（凹下去的面）流体速度比空气流速低，从而迎风面压力增加，背风面流体速度比空气高，则背风面压力减少，从而帆面与帆面之间形成了压强差，产生很大的吸力，由此可以前进。
另一方面，当风从侧面吹来时，风作用在帆上的力，可看作压力，与其受力面垂直，这个风力分解为两个力，方向互相垂直，一个力推动帆船向前行驶，另一个分力则使船向背风一面倾侧。
使船倾侧的力部分和船底中央板（稳向板）对水的作用产生的力相互抵消，通常情况水手会站在船身的一侧，以自身的重力抵消另一小部分的力。
此时只剩另一个前进的力，便作为动力，促使船帆前行。
由此，可以推想，如果船帆和风向恰好成正确角度，便可利用风力前行。
计算机可以精确算出帆面上每一点的压力，因而通过调整桅杆的旋转，来掌控帆面角度，实现无动力风力行驶。
3.4 空间设计游艇的内部空间是人活动的主要场所，一般分为驾驶区和休闲区，图4是游艇的俯视结构分层图，蓝色区域代表驾驶操作区，黄色区域代表沙发坐椅区，淡黄色区域代表休闲娱乐区。
驾驶区是游艇舱室内部的重中之重，属于游艇的“大脑中枢”，应设计得让人一目了然，如顶和墙面使用灰白色系，地面使用不易反光的颜色，降低驾驶员的疲劳感、使人心情安定平静。
休闲区域是人们娱乐和休息的主要场所，人流量较大，属于大部分人所在且长时间活动之处，对于中小型游艇而言，休闲舱室较为窄小，因而室内装饰较少，不可避免有些单调呆板。
可通过光影的变化展现出空间感，如在舱室顶部或侧面吊灯，呈现不同的颜色变换，颜色的层次让人感受到空间放大，给人变幻莫测的感觉，打破了原有舱室内部结构的空间和局限，减缓了人对空间的心理压抑感。
其次，还可采用模块化的方法组建各式小型家具。
家具的款式越来越多样化，这时个性特征明显、可自由组合的家具在市场上便出现了[6]。
面对中小型游艇并不多的舱室空间，通过单体之间的堆积、嵌套、伸缩等方式，模块化可以最大化利用有限空间。
例如，不同娱乐方式和不同数量的人群需要大小或形状不一的桌子，此时便可将单体组合成特定形式来满足需求，同时也体现了个性化，增添了趣味性。
采取模块化的方法可以使效益最大化，通过分析产品或系统的结构组成，用解构或组建的方法来重新定义产品[7]。
舱室内的空间装饰应和游艇外观一致，具有相同的艺术风格，不能单一地从平面视觉感受去布置，需要考虑到构成室内空间的诸多环境因素。
例如，乌篷船的“蓬”是黑色，这与绍兴人“崇尚黑”的民俗文化密不可分，相应的还有乌毡帽、乌干菜以及黑漆台门等。
现代中小型游艇一般以简洁、明快的特点为人喜爱，因此可在舱室内部加以小型装饰点缀。
室内空间的大小决定陈设布置的密度与主次关系[8]。
例如在窗前摆放小盆植株，在两旁舱壁上摆放一幅精美小品，都可以引起人们的注意，增添游玩的乐趣，起到画龙点睛的作用。
游艇的整体呈旗鱼的形状，主要结构可分为船体和帆。
图5是游艇的主视结构图，船体包括船底的中央板和尾部的动力系统。
前部为操作台，后方是休闲区域，上方以玻璃封闭船体，玻璃尾部设有梯门，供人员进出游艇。
3.5 材料设计游艇的材料一般来说可分三类：玻璃钢，金属，木材，其中金属材料中以钢质最为普遍。
由于耐腐蚀能力和力学性能良好，复合材料在游艇制造行业已经占据主体地位[9-10]。
本课题设计项目游艇的外部材质采用玻璃钢，玻璃钢是一种优质的复合材料，兼具玻璃和钢材的优点。
玻璃钢（FRP）和钢材的强度大体一致，质量很轻，十分硬，具有玻璃的光泽，各方面强度高且性能稳定，最重要的是它能隔绝电热，耐腐蚀性强，对各种酸碱性液体和多种溶剂和油类有非常强的抵抗能力[11]。
由于船艇是封闭式艇，游艇上部主要采用玻璃制成，玻璃透光性能十分强，让人身在游艇中能看到周边海面和天空，视野开阔，不至于觉得空间狭长压抑。
甲板部分和帆面采用木材和布料，而游艇内部装饰材料多采用木材和纺织品。
仿生学是一门综合性边缘学科。
仿生游艇，仿生是其最大的特色。
设计在人们的生产和生活中无处不在，仿生设计将科学与艺术结合起来，创造出了更深入人心的产品，使设计更具有自然形态和亲切感，更贴近人们的生活，对设计具有重要的意义。
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