2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K03671
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
飯間 信 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (90312412)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
紅林 亘 弘前大学, 教育推進機構, 助教 (70761211)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生物流体 / 位相縮約 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
位相自由度をもつ飛翔・遊泳モデルを位相縮約法により解析するため解析手法の改善と数値モデルの構築を行った．流体系は大自由度であるため，位相縮約を知られている計算手法で実行すると計算時間が膨大となり現実的な時間で解析が難しい．前年度までに，方程式の時間発展アルゴリズムのみを使って位相縮約理論における基本的な関数の一つである位相感受関数を計算する手法を開発し，円柱後流に発生するカルマン渦列に応用して良好な成績を収めていた．しかし，生物の飛翔や遊泳を含むより複雑な形状の周りに適用する場合，必要とされる自由度は更に増えることから計算手法に一段の改善が必要であることがわかった．そこで，開発した手法で現れる同次連立方程式をゼロ固有値問題と捉え直し，レイリーリッツの手法と逆べき法を組み合わせる改善手法を開発した．この手法では位相感受関数が大きいと期待される領域に限定した計算が可能で，領域を限定した際の計算精度も同時に評価が可能である．応用例として反応拡散方程式におけるブリーザー解と一様流中に置かれた平板翼の後流の解析を行い，両者とも一部の領域に限定した計算で良好な結果を得た．平板翼に関しては複数の迎角について調べ，流体力学的な働きを調べた．更に位相縮約の応用として引き込み挙動を調べ，理論と数値計算が概ね一致する結果を得た．以上の計算は直交格子系に埋め込み境界法を用いた系で計算した，多様な飛翔・遊泳モデルに直結する系であり，計算技術上の問題は概ね解決したと考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
効率の良い計算技術開発に関して，当初の予定より効率が要求されたため，その開発を行ったが，そのおかげで計算領域を限定できるようになった．このため今後の研究の加速が期待できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
予定通り飛翔・遊泳モデルの解析を行う．また可能であれば３次元系の解析可能性についても検討する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響で国内外の会議が中止・延期となったこと，また殆どがオンライン開催となったため，出張がほぼできなくなった．このため旅費の一部を来年度以降に繰り越すこととした．旅費およびデータ保存装置などに使用する予定である．
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