2006 Fiscal Year Annual Research Report
昆虫翅と剥離渦との相互作用による非定常飛翔特性の全視野画像同時計測
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16560162
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
松井 剛一 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (80029496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤井 徹 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (10178824)
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| Keywords | 薄小円板水中落下運動 / モデル翅運動 / 流れ場との相互作用 / 可視化画像計測 / 蝶飛翔シミュレーション / 剥離渦 / PIV / MOFIA |
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| Research Abstract |
固定した翅モデルを作り水中計測実験を行うとともに、コイン水中落下実験の追加を行った。可視化画像計測法は前年と同様であった。
翅モデルは、半径20mm、厚さ0.3mmの四分円でモデル化した金属翅を軸に固定したもので、留めを外部作動ではずすことにより、翅が自然に打ち下ろされものであった。このモデルを水中に固定し、翅の振り下ろし動作の実験を行った。
薄板状試料(コイン)は、円形(直径10mm)を基準として、面積を同じにした四分円、四角形を用意した。厚さは、0.2,0.5,1.0mm、密度は、1200(アクリル樹脂)、2700(アルミニウム)、7800kg/m^3(ステンレス鋼)の試料を用いた。
主な結果を以下に示す。
(1)固定型四分円翅モデルの水中振り下ろし運動
翅の振り下ろしの際、翅が上側にあるとき随伴渦が発生し、翅が水平より下方に向かうとき渦の放出と新たな渦の発生が認められた。また、翅の周囲流体を押出しながら振り下ろしきったとき胴体部では前方側と後方側に下方から上方へ向く胴体を囲むような流れが観測された。
(2)コイン水中落下実験
形状、厚さ、密度および質量をパラメータにして計測した。これまでの結果に加えて、円形と四分円は類似のジグザグ的運動、四角形は螺旋運動を示した。密度が大きくなると振れの振幅と落下速度が増加した。質量を同じにした場合、形状が同じあっても密度が異なると体積も異なり浮力の影響のため、密度の大きい試料の方が振れ幅と落下速度は大きくなる傾向であった。なお、コイン落下実験研究は、他分野にも応用されることが分かり、前年度の成果の発表を行った。
(3)翅の厚さ計測
「格子パターン投影方式非接触形状計測装置(和歌山大学)」を使用して、モンシロチョウの翅の厚さ分布を計測した。
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