| 研究課題/領域番号 |
17K17641
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
流体工学
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2018)
千葉大学 (2017) |
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研究代表者 |
李 根 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, ポストドクトラル研究員 (00774035)
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| 研究協力者 |
Leeuwen Johan van ワーヘニンゲン大学
Thiria Benjamin ESPCI
Godoy-Diana Ramiro ESPCI
劉 浩 千葉大学
Muller Ulrike カリフォルニア州立大学フレズノ校
Kolomenskiy Dmitry 海洋研究開発機構
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 遊泳エネルギー最適化 / 生物規範流体力学 / 遊泳ロボット / 魚類遊泳 / 計算流体力学 / 波動的な遊泳 / 流体構造連成解析 / 生物規範工学 / 磁場制御 / エネルギー最適化 / 流体工学 / 生物・生体工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は自然界の魚類と生物規範ロボットの遊泳性能の評価・最適化ができるシステムを構築した．3Dプリント技術により、磁場で制御する小型遊泳ロボットの開発した.「流体力学」、「構造力学」並びに「動力学」の統合解析計算流体力学モデルの開発を行った．ロボット実験に基づいて計算流体力学モデルの信頼性を評価・改善した．自然界の魚類が様々な周波数と振幅での遊泳パフォーマンスを計算して、波打ち遊泳の様々な新た流体力学の原理を解明し、単位距離エネルギー消費量が最小化にする方法を発見した．魚類規範遊泳ロボットに遊泳性能の最適化を実現するために、特定の尾部振幅を維持し、周波数により速度を調整する制御方法を確立した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は物理学、解析力学、生命科学など多分野に貢献できる．異なる機能を持つ生物規範型の遊泳ロボットが災害救助、資源探索、医療等の領域において活躍することが期待されている．本研究は、合理的な遊泳性能評価基準を確立し、遊泳性能の最適化制御方法を発見し、我々がより自然界における生物運動の理解を深め、生物規範型の人工物の設計理念を変える．更に、本研究は磁場で制御する生物規範の小型遊泳ロボットの設計・製作をし、様々な機能を搭載することが可能であることから、医学領域等への応用も期待される．先進的な計算流体力学ソルバを開発し、理論研究と工業応用に流体力学の解析に大きな役割を果たすことが期待できる．
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