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乱流環境での生物飛行安定性に関して風洞実験やシミュレーションを用いて研究する

研究課題

研究課題/領域番号 15F15718
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 流体工学
研究機関千葉大学

研究代表者

劉 浩  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40303698)

研究分担者 RAVI SRIDHAR  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-07-29 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードマルハナバチ / 乱流 / 飛行制御 / ロール運動 / 機動性
研究実績の概要

本研究では、風向や強さが頻繁に変化する乱流環境下における昆虫自由飛行の安定性や機動性の原理を、風洞実験及び計算流体力学シミュレーションを融合して、統合的に解明することを目指す。主に下記のような研究成果が得られた。
(1) マルハナバチ自由飛行可能なアリーナを構築し、乱流飛行中におけるマルハナバチの羽ばたき運動や胴体姿勢変化の高速度カメラ撮影や運動解析、大規模DNSシミュレーション、胴体ダイナミクス解析や飛行安定性モデルの導入を実施した結果、マルハナバチの飛行制御における胴体ロール運動による受動的メカニズムを突き止めた。この成果は、昆虫飛行制御の解明だけではなく、超小型飛行ロボットやドローンへの斬新な制御則指針の創出も期待される。第一報として、Nature Scientific Reportに投稿した。JSPS期間終了6月3日までに、蓄積したデータを処理・解析し、更に高インパクトジャーナルへの投稿(2編)準備中である。
(2) 障害物特別コースの設置されたアリーナをマルハナバチが飛行する際に、高速度カメラにより場滝よくの運動や胴体の姿勢角及び軌跡を撮影し、データマイニング技術を駆使して昆虫飛行の機動性を調べた結果、マルハナバチは上下のピッチング運動より、ロール運動による横すべりを多用していることが分かった。この成果についても、もう1編高インパクトジャーナルの論文を執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Biomechanics and biomimetics in insect-inspired flight systems2016

    • 著者名/発表者名
      H. Liu, S. Ravi, D. Kolomenskly, H. Tanaka
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society B

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Aerodynamics, sensing and control of insect-scale flapping-wing flight2016

    • 著者名/発表者名
      Wei Shyy, Chang-kwon Kang, Pakpong Chirarattananon, Sridhar Ravi and Hao Liu
    • 雑誌名

      Proceedings of The Royal Society A

      巻: 472(2186) 号: 2186 ページ: 20150712-20150712

    • DOI

      10.1098/rspa.2015.0712

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Hummingbird flight mechanics in quasi-steady aerial2016

    • 著者名/発表者名
      Ravi, S., Kolomenskiy, D., Noda, R., Liu, H
    • 学会等名
      Society of Integrative and Comparative Zoology Meeting
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      2016-01-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel flight control strategy of bumblebees flying in unsteady winds2016

    • 著者名/発表者名
      Kolomenskiy, D., Ravi, S., Noda, R., Liu, H.,
    • 学会等名
      Society of Integrative and Comparative Zoology Meeting
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      2016-01-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of Hummingbirds Flying in Highly Turbulent Winds2015

    • 著者名/発表者名
      Sridhar Ravi, Nicolai Kanow, Ryusueke Noda, Combes Stacey and Hao Liu
    • 学会等名
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] “Multi modal sensory integration in honeybees2015

    • 著者名/発表者名
      Ravi, S., Garcia, J.E, Wang, C.H. and Dyer, A.G.,
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Barga Italy
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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