2015 Fiscal Year Annual Research Report
低レイノルズ数における自己駆動素子の流体効果による集団運動
Publicly Offered Research
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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| Project/Area Number |
26103502
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
内田 就也 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10344649)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 流体力学 / べん毛 / 繊毛 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
べん毛、繊毛および関連する非平衡コロイド系の流体効果によるダイナミクスについて、以下の研究結果を得た。
（１）アーキアべん毛のモデル：らせん状べん毛の回転によるアーキア(古細菌)の遊泳の流体力学モデルを構築し、重心速度およびべん毛の傾きに起因する歳差運動の角速度を解析した結果、実験データとのよい一致を得た。（学習院大学の木下佳明氏らとの共同研究。論文投稿中）
（２）バクテリアカーペットにおけるアクティブ相転移：２種類のべん毛バクテリアを混合したカーペットについて、塩濃度の変化によって誘起される相転移挙動を解析した。混合比の大小によって２種類の挙動が存在することを見出し、理論的説明を与えた。（国立中央大学の温偉源氏らとの共同研究。論文投稿中）
（３）バクテリア乱流中におけるコロイド粒子の集団運動：バクテリア乱流の連続体モデルをコロイドの流体シミュレーション手法と組み合わせ、コロイド粒子が乱流を加速することを見出した。（デュッセルドルフ大学のハルトムート・レーヴェン氏との共同研究）
（４）繊毛ビーティング運動を模したコロイドの同期現象：繊毛の有効打と回復打を模した周期変動外力によって駆動される２個のコロイド粒子の同期現象を解析し、同期パターンの動的相図および緩和過程のダイナミクスについて実験データとのよい一致を得た。（ケンブリッジ大学のアルマンド・マエストロ氏、オックスフォード大学のラミン・ゴレスタニアン氏らとの共同研究）
（５）マウス気管繊毛の弾性復元力および流体抵抗力の解析：単離したマウス気管繊毛のビーティング運動の観察データを弾性フィラメントモデルにより解析し、繊毛の基部および中間部の曲げ弾性定数を評価した。また流体抵抗力を計算してその寄与が小さいことを見出した。（学習院大学の加藤孝信氏らとの共同研究）
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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