2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K04355
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
鳥澤 眞介 近畿大学, 農学部, 講師 (80399097)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹原 幸生 近畿大学, 理工学部, 教授 (50216933)
高木 力 北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (80319657)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / 魚群行動 / PTV(流体可視化計測)解析 / CFD(数値流体力学)解析 / エネルギーコスト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
賢く獲る漁業技術の開発が近年求められているが，生産手段の最適化は対象生物(魚類)の行動特性の理解なしには実現できない。したがって，魚類の群行動についての基本的理解とそのための研究は不可欠である。
本研究では，魚類が群れを形成する意味を物理的側面からアプローチすることにより，その本質的意義の解明を目指す。背景となる力学的論理基盤から群を形成したことによる移動エネルギーコストの利得が単一個体よりどの程度のアドバンテージとなり，魚群の規模によりどのような差がでるのか明らかにすることを試みている。
PTV（流体可視化計測）実験では，マアジを対象種として3尾で形成される魚群を回流水槽で巡航遊泳させるケースと実際のマアジと翼形状の魚体模型を用いて魚群のように遊泳させるケースについて，魚体後流域の流況可視化実験を2種類のレーザー光源と高速カメラを用いて実施した。当該実験で撮影した画像から流況を明かにするために，魚体後流域の流速ベクトルや渦度分布の解析および圧力分布の算定を現在実施中である。
CFD（数値流体力学）解析実験では，ビワマスを対象種としてデジタルビデオカメラで撮影した遊泳運動から魚体の遊泳運動関数を算定した後，魚群を形成する3個体の魚体モデルに遊泳運動を与えて群泳を再現し，数値流体力学解析により魚体モデルに作用する圧力とその分布を算出することで流体力学的効果を求めた。個体間の距離を全長の0.4倍から2.0倍まで変化させながら様々な配置で3個体の魚群を形成させた結果，単体で遊泳した場合と推進効率が変わらない配置と推進効率が10%程度向上する配置があることが分かった。
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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
PTV実験では，回流水槽で魚群を形成して遊泳する複数の個体の後流域の流況測定および魚群を形成する魚体にみたてた翼形状の魚体モデルと実際の実験供試魚との群れ効果を2台の撮影装置を用いて同時撮影実験の実施ができた。
CFD解析実験では，3個体で魚群を形成した場合にどのような配置で遊泳すると推進効率や省エネ効果がどの程度発揮されるのかを定量評価しており，最も適した配置についても言及可能となると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
PTV実験では新規撮影装置を用いた測定が可能となっているうえ，魚群を形成する魚体にみたてた翼形状の魚体模型モデルも導入した実験ができており，今後は条件を変えて実験ケースを増やすことが可能である。
CFD解析では並列遊泳する2尾に着目して実験を実施してきたが，3尾目を追加した数値流体力学的手法によるシミュレーション（計算）および推進効率の算出を中心に実施しているところであり，今後個体数と実験条件を変化させてケース数を増やして解析をすすめることが可能だと考えている。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により物品の製造・納品が大幅に遅れていたため，
必要な実験用消耗品をはじめとする機器類の受注受付が滞ったため，
次年度に発注・納品された機器を用いた実験を順次実施予定です。
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