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乱流環境での生物飛行安定性に関して風洞実験やシミュレーションを用いて研究する

Research Project

Project/Area Number 15F15718
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

劉 浩  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40303698)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) RAVI SRIDHAR  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-07-29 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsマルハナバチ / 乱流 / 飛行制御 / ロール運動 / 機動性
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、風向や強さが頻繁に変化する乱流環境下における昆虫自由飛行の安定性や機動性の原理を、風洞実験及び計算流体力学シミュレーションを融合して、統合的に解明することを目指す。主に下記のような研究成果が得られた。
(1) マルハナバチ自由飛行可能なアリーナを構築し、乱流飛行中におけるマルハナバチの羽ばたき運動や胴体姿勢変化の高速度カメラ撮影や運動解析、大規模DNSシミュレーション、胴体ダイナミクス解析や飛行安定性モデルの導入を実施した結果、マルハナバチの飛行制御における胴体ロール運動による受動的メカニズムを突き止めた。この成果は、昆虫飛行制御の解明だけではなく、超小型飛行ロボットやドローンへの斬新な制御則指針の創出も期待される。第一報として、Nature Scientific Reportに投稿した。JSPS期間終了6月3日までに、蓄積したデータを処理・解析し、更に高インパクトジャーナルへの投稿(2編)準備中である。
(2) 障害物特別コースの設置されたアリーナをマルハナバチが飛行する際に、高速度カメラにより場滝よくの運動や胴体の姿勢角及び軌跡を撮影し、データマイニング技術を駆使して昆虫飛行の機動性を調べた結果、マルハナバチは上下のピッチング運動より、ロール運動による横すべりを多用していることが分かった。この成果についても、もう1編高インパクトジャーナルの論文を執筆中である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Biomechanics and biomimetics in insect-inspired flight systems2016

    • Author(s)
      H. Liu, S. Ravi, D. Kolomenskly, H. Tanaka
    • Journal Title

      Philosophical Transactions of the Royal Society B

      Volume: 未定

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Aerodynamics, sensing and control of insect-scale flapping-wing flight2016

    • Author(s)
      Wei Shyy, Chang-kwon Kang, Pakpong Chirarattananon, Sridhar Ravi and Hao Liu
    • Journal Title

      Proceedings of The Royal Society A

      Volume: 472(2186) Issue: 2186 Pages: 20150712-20150712

    • DOI

      10.1098/rspa.2015.0712

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Hummingbird flight mechanics in quasi-steady aerial2016

    • Author(s)
      Ravi, S., Kolomenskiy, D., Noda, R., Liu, H
    • Organizer
      Society of Integrative and Comparative Zoology Meeting
    • Place of Presentation
      Portland, USA
    • Year and Date
      2016-01-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel flight control strategy of bumblebees flying in unsteady winds2016

    • Author(s)
      Kolomenskiy, D., Ravi, S., Noda, R., Liu, H.,
    • Organizer
      Society of Integrative and Comparative Zoology Meeting
    • Place of Presentation
      Portland, USA
    • Year and Date
      2016-01-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamics of Hummingbirds Flying in Highly Turbulent Winds2015

    • Author(s)
      Sridhar Ravi, Nicolai Kanow, Ryusueke Noda, Combes Stacey and Hao Liu
    • Organizer
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2015)
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] “Multi modal sensory integration in honeybees2015

    • Author(s)
      Ravi, S., Garcia, J.E, Wang, C.H. and Dyer, A.G.,
    • Organizer
      Gordon Research Conference
    • Place of Presentation
      Barga Italy
    • Year and Date
      2015-07-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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