Computational fluid dynamics analysis using sophisticated plant models towards the development of digital twins in greenhouse horticulture

• Project/Area Number: 23K05477
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 畔柳 武司 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 西日本農業研究センター, 上級研究員 (60414778)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡安 崇史 九州大学, 農学研究院, 教授 (70346831) ; 安武 大輔 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90516113)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: シミュレーション / 施設園芸 / フェノタイピング / 養水分移動 / 仮想現実

Outline of Research at the Start

本研究では、温室の数値流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）解析に精緻な植物モデルを取り入れた温室のデジタルツインの実現を目指す。具体的には、①CFD解析空間に精緻な植物体形状を再現する手法、②植物体内の水・物質移動のCFD解析用モデルを開発し、①の精緻な植物体形状と②の養水分移動等を反映したCFD解析の実現することを目的とする。これらにより、従来のセンサ群では捉えきれない精緻な地上部環境・植物体データをサイバー空間上に再現する温室のデジタルツインの実現を加速し、最適な生育環境の網羅探索等への展開を通じて、我が国の施設園芸を新たな段階へ持ち上げる。