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1997 Fiscal Year Annual Research Report

折畳み・展開様式の生物規範工学的研究

Research Project

Project/Area Number 09650084
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

小林 秀敏  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10205479)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 臺丸谷 政志  室蘭工業大学, 工学部, 教授 (40002018)
Keywords折畳み・展開構造 / 植物の葉 / 葉脈角 / ベクトル解析 / 最適設計 / 展開エネルギ
Research Abstract

本年度の研究では,ブナやマシデの葉に見られる様な,単葉で羽状脈系を持ち,比較的規則正しくコルゲート状に折り畳まれている葉について,2次脈の中央脈に対する角度(葉脈角α)と折畳み・展開様式の関係を調べるために,数種類の木々の葉の葉脈角の計測や,折畳み数値モデルを用いたベクトル解析を行って,折畳み時の幾何学的性質や,展開時の葉脈や葉身の動きについて検討した。得られた主な結果は,以下のとおりである.
1.ブナやマシデの葉においては,葉脈角αは,α=50^。〜30^。であり,葉身の先端へいくほど小さくなっている.
2.ペ-パ-モデルを用いた数値解析から,葉脈角の大きい場合(α=75^。〜85^。)は,小さい場合(α=30^。〜45^。)に比べて,より小さく折り畳め,小さい蕾への収納は容易と考えられるが,展開初期の葉身の投影面積は反対に小さく,光合成の観点から考えると,必ずしも有利とはいえない.
3.展開時の消費エネルギは,いずれの葉脈角の場合も,展開初期ほど小さく,展開の進行にともないより大きいエネルギを必要とするあが,最大消費エネルギは,葉脈角が大きいほど大きく,例えば,α=75^。の葉身モデルの場合,α=30^。の葉身モデルの場合の50倍程度になる.
4.展開に必要な全エネルギは,葉脈角が大きいほど大きく,α=75^。の葉身モデルの場合,α=30^。の葉身モデルの場合の10倍以上になることが明かとなった。
来年度は,掌状脈系に沿ってジャバラ状に折畳まれたモミジの葉に見られるような展開構造に着目し,その力学的特性を明らかにしたいと考えている。

  • Research Products

    (2 results)

All Other

All Publications (2 results)

  • [Publications] H.Kobayashi: "The Geometry of Unfolding Tree Leaves" Proceedings of Royal Society London Ser.B. 256. 147-154 (1998)

  • [Publications] 小林秀敏: "木の葉における折畳み・展開構造" 日本機械学会第10回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 288-289 (1998)

URL: 

Published: 1999-03-15   Modified: 2016-04-21  

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