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遊泳における生物の推進力発生メカニズムに関する流体力学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H06314
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関京都大学

研究代表者

石本 健太  京都大学, 白眉センター, 特定助教 (00741141)

研究協力者 Gaffney Eamonn  University of Oxford, Wolfson Centre for Mathematical Biology, Mathematical Institute, Associate Professor
竹広 真一  京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
研究期間 (年度) 2015-08-28 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード生物流体力学 / 低レイノルズ数流れ / 最適化 / 流体力学 / 鞭毛 / 遊泳 / 推進力 / 数値計算
研究成果の概要

低レイノルズ数流れにおける波動遊泳(undulatory swimming)に関する研究を行った。遺伝的アルゴリズムを用いて調べた遊泳効率の最大にする遊泳形態は、実際の生物の泳ぎ方と整合的であった。また、流体方程式に基づく数値解析により、哺乳類精子の超活性化による遊泳形態の変化が、受精において複合的な力学的役割を持っていることも明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanical tuning of mammalian sperm behaviour by hyperactivation, rheology and substrate adhesion: a numerical exploration2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ishimoto and Eamonn A. Gaffney
    • 雑誌名

      Journal of the Royal Society Interface

      巻: 13 号: 124 ページ: 20160633-20160633

    • DOI

      10.1098/rsif.2016.0633

    • 関連する報告書
      2016 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] Hydrodynamic evolution of sperm swimming: Optimal flagella by a genetic algorithm2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ishimoto
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 399 ページ: 166-174

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2016.03.041

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 流体力学的に最適な鞭毛遊泳について2017

    • 著者名/発表者名
      石本健太
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sperm dynamics near adhesive boundaries2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ishimoto and Eamonn A. Gaffney
    • 学会等名
      Interdisciplinary Applications of Nonlinear Science
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A study on optimal flagellar swimming2016

    • 著者名/発表者名
      石本健太
    • 学会等名
      生物流体現象におけるミクロ運動とマクロ運動
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Multiple mechanical functions of sperm hyperactivation2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ishimoto and Eamonn A. Gaffney
    • 学会等名
      International Conference: Microswimmers 2016
    • 発表場所
      Bonn (Germany)
    • 年月日
      2016-10-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Hydrodynamic evolution of sperm swimming2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ishimoto
    • 学会等名
      2016 Annual Meeting of the Society for Mathematical Biology and European Conference for Mathematical and Theoretical Biology
    • 発表場所
      University of Nottingham (Nottingham, UK)
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~ishimoto/jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~ishimoto/jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-08-26   更新日: 2022-01-31  

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