同時計測と高解像度数値解析を用いた昆虫羽ばたき音の現象理解と発生プロセスの解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K03955
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 青野 光 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (10623712)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 劉 浩 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (40303698)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 羽ばたき音

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、昆虫の羽ばたき音(羽音)の発生プロセスを明らかにするために、羽ばたき運動中の時系列計測(翼の運動、空気力、音場)の同時計測と数値解析を行 う。(a)羽ばたき運動、力、音場の同時計測、(b)羽ばたき運動中の高解像度数値解析とその妥当性の確認、(c)流れ場・音響場の詳細解析が重要な研究項目である。

前半は、前年度に構築した羽ばたき運動、力、音場の同時計測の実験計測システムの計測精度と効率の向上のための改修と羽ばたきロボットを利用した計測を実施し、構築中の同時計測システムの改善を確認した。後半は、予定調整していた実際の昆虫を用いた実測が、新型コロナウィルス感染症の感染状況の変化のために調整が進まず、実施できなかった。そのため、代案として、代表者の研究室での計測実施の検討を進めた。数値解析については、前年度に実施した高解像度計算スキームを利用した静止飛行中の昆虫羽ばたき運動を模擬した翼モデルの空力音響計算結果を低次元モデルなどのデータ分析手法により更になる解析を行った結果、羽音の音源の位置の同定がこれまでより高精度できる可能性を示唆する結果を得た。しかしながら、それらの結果を新型コロナウィルスの影響で国内外の学術講演会や国内での依頼講演などを通じて積極的な成果発信 を行うことができなかったため、2021年度では実験データも含めた成果発信に努める。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

数値シミュレーションによる羽音の発生機構の解析は順調に進んでおり、現在結果をまとめており、最終年度中に国際雑誌に投稿予定である。昆虫を用いた同時計測については、計測装置の構築と予備試験などの準備は終えているが、新型コロナウィルス感染症の影響で実際の昆虫を用いた実験ができていない。従って、数値シミュレーションで得られた結果を支援し目的を十分に達成するためのデータ獲得までに辿り着けていないことから、本研究の現在の進捗状況を「やや遅れている」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

数値シミュレーションの結果及び解析については、学会発表などで成果を発信する。現在も調整中である昆虫を利用した同時計測については外部の共同研究者のもとでの実施と平行して研究室での実施の準備も進め、できるだけ計測を早く実施し、実験データを取得する。