2009 Fiscal Year Annual Research Report
昆虫型飛翔ロボットを目指した低レイノルズ数羽ばたき飛行の最適化
| Project/Area Number |
21360078
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
劉 浩 Chiba University, 大学院・工学研究科, 教授 (40303698)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
砂田 茂 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70343415)
得竹 浩 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80295716)
|
|---|
| Keywords | バイオメカニクス / 計算力学 / 生物飛行 / バイオミメティクス / 小型飛行体 / バイオロボット |
|---|
| Research Abstract |
羽ばたき飛行の・構造解析、・動力学解析、・連成解析、・最適化という4つのテーマを設定し、下述のような研究計画並びに研究体制で実施した。
1)羽ばたき飛行における弾性膜翼の構造・材料力学モデリング
昆虫翼の翅脈や膜構造と翼の曲げ・捻り力学特性を考慮した3次元弾性膜翼有限要素法(FEM)構造・材料力学モテルを構築し、スズメガ静止飛行の流体構造連成解析を行った。
2)羽ばたき飛行の運動計測・解析とダイナミクスモデリング
高速度デジタルカメラと3次元動体解析ソフトウェアを含む運動計測システムを導入し、チョウや超小型飛行体の自由飛行における胴体の運動、翼の弾性変形を含めた羽ばたき運動を動的計側し・運動解析した。
3)羽ばたき飛行の構造・流体・動力学連成モデリング
弾性膜翼構造・材料力学モデルと羽ばたき飛行流体力学モデルとのカップリング、動力学モデルと羽ばたき飛行流体力学モデルとのカップリングを完成させた。さらにそれそれの妥当性の検証を行った。またハエ、チョウなどの自由飛行力学シミュレーションを実施した。
4)羽ばたき飛行における翼形状と羽ばたき運動の最適化
静止飛行を目的関数とする、羽ばたき翼形状と羽ばたき翼運動の最適化アルゴリズムを構築し、羽ばたき飛行流体力学モテルに装着した。本計算システムは、ハエ静止飛行に応用し、その妥当性を検証した。
5)重さ2.7グラム、翼スパン5センチ程度、滞空時間6分、最大高度10メートル以上の超小型羽ばたきロボットの開発に成功した。読売新聞やNHKなどのマスメディアに取り上げられた。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 回転翼と羽ばたき翼2009
Author(s)
辻和樹, 砂田茂, 得竹浩, 青野光, 劉浩, 稲田喜信, 河内啓二
Organizer
日本航空宇宙学会第47回飛行機シンポジウム
Place of Presentation
長良川国際会議場
Year and Date
2009-11-04
-
-
-
-
