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Research on self-propelling and jumping aquatic animals near water surface by deformation considering muscle force

Research Project

Project/Area Number 17K06148
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

Shirazaki Minoru  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (50302584)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Keywords計算流体力学 / 固気液3相流れ / 自由界面 / 生物流体 / 魚の遊泳 / 流体 / 流体工学
Outline of Final Research Achievements

Although fish swimming is a common phenomenon, many details remain unknown. Some fish swim with jumping near the water surface, but the reason for this is not always clear. Computational fluid dynamics (CFD) analysis showed that, considering propulsive efficiency including energy consumption, swimming with jumping may be more advantageous than horizontal swimming for fish with large body lengths. The results of other analyses using fish models that considered the fish backbone and muscle force showed that differences in the timing of large deformations and the distribution of muscle force have a significant effect on fish swimming.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は,現実の魚の遊泳挙動の把握の他に,魚型ロボットの水面付近での効率的な遊泳,制御につながる可能性がある.特に,浅水領域において効率的で精密な遊泳や急旋回が可能な,スクリュー推進に対する優位性を持つ魚型ロボット開発への寄与が考えられる.

Report

(7 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (7 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 流水により駆動される濡れ性を考慮した振り子の数値シミュレーション2022

    • Author(s)
      角 春伸, 白崎 実
    • Journal Title

      日本流体力学会年会2022講演予稿集

      Volume: ダウンロード

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      Volume: ダウンロード

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      第34回数値流体力学シンポジウム講演予稿集(CD-ROM)

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      平松 晴喜 , 白崎 実
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      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] 筋力を考慮した魚の跳躍および遊泳の数値シミュレーション2019

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      平松 晴喜 , 白崎 実
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  • [Presentation] 流水により駆動される濡れ性を考慮した振り子の数値シミュレーション2022

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      日本流体力学会年会2022
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆動力学にもとづく筋力を考慮した遊泳する魚の数値シミュレーション2022

    • Author(s)
      古川亮佑
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      日本機械学会 第35回計算力学講演会
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      Minoru Shirazaki
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  • [Presentation] 不均一な濡れ性を有する固体表面上での液滴挙動の数値シミュレーション2021

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      角 春伸 ,
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Numerical analysis of effect of lane rope floats on wave dissipation2021

    • Author(s)
      Minoru Shirazaki and Kohei Shiraishi
    • Organizer
      The joint 14th World Congress in Computational Mechanics and ECCOMAS Congress 2020
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水面近くでのC-start含む魚の遊泳に関する3次元CFD解析2020

    • Author(s)
      丸田 和慈 , 白崎 実
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      第34回数値流体力学シンポジウム
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 気液混相流れと振り子の相互作用に関する数値解析2020

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      塙 直己 , 白崎 実
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      第34回数値流体力学シンポジウム
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  • [Presentation] 筋力により水面付近を遊泳する魚の数値シミュレーション2019

    • Author(s)
      平松 晴喜 , 白崎 実
    • Organizer
      混相流学会混相流シンポジウム2019
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  • [Presentation] 筋力を考慮した魚の跳躍および遊泳の数値シミュレーション2019

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      平松 晴喜 , 白崎 実
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      日本流体力学会年会2019
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  • [Presentation] コースロープの形状が消波効果に与える影響についての3次元数値解析2018

    • Author(s)
      白石紘平, 白崎 実
    • Organizer
      第32回数値流体力学シンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 水面付近を自律推進する魚の遊泳・跳躍・遡上の3次元数値解析2017

    • Author(s)
      松下悠貴,白崎 実
    • Organizer
      日本流体力学会年会2017
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 推進効率を考慮した水面付近における魚の遊泳と跳躍に関する3次元数値解析2017

    • Author(s)
      松下悠貴,白崎 実
    • Organizer
      日本流体力学会 第31回数値流体力学シンポジウム
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2024-01-30  

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