成群時の規模や配置が魚群行動の流体学的機能性に与える影響の解明
| Project/Area Number |
23K03754
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
|
|---|
| Research Institution | Kindai University |
|---|
Principal Investigator |
鳥澤 眞介 近畿大学, 農学部, 講師 (80399097)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
|
|---|
| 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 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
魚群全体の移動エネルギーを定量化し，個体で移動するよりはるかに移動コストが低減できることを明かにする。また魚群規模や群構成個体の空間的位置で異なり，尾鰭から吐出される渦の形成機構に依存し，種や成長ステージによって異なるなど魚類が群として移動する意義を独自性の高い観点から明かにする。群形成による移動エネルギー利得，遊泳時移動コスト，移動速度と移動距離の利得が単一個体よりどの程度有利となり，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。本研究では，これを足掛かりに種ごとに魚群の移動の適値と限界，群規模の極限や最適値，群の立体構造の必然性や最適性について，物理的側面の説明と解釈を可能とする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
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た。
PTV（流体可視化計測）実験では，マアジを対象種として3-5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行った。
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3-5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。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね実験は順調に進展しているが，解析では想定よりやや遅れている部分もあるため，
総合解析をまとめのパートにまわして進めるように心がけたい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
概ね順調に実験は進展しているが，解析のパートではやや遅れている部分もあるため，
総合解析をまとめのパートにまわして進めるように心がけたい。
|
Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
