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Computational research of biomimetic flight in unsteady environments with the aid of machine learning

研究課題

研究課題/領域番号 18K13693
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分19010:流体工学関連
研究機関東京工業大学 (2020)
国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2018-2019)

研究代表者

Kolomensk Dmitry  東京工業大学, 学術国際情報センター, 特任准教授 (00813924)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018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insect flight / bio-inspired flight / HPC / machine learning
研究成果の概要

この研究は、羽ばたき飛行のデータ駆動型モデリングと組み合わせた高性能コンピューティングを注目した。 飛行測定に基づいた翼ヒンジのばね‐質量‐ダンパーモデル、翼変形の質量‐ばねモデル、前縁渦の低次元化モデル、制御器設計用と平衡の探索用データ駆動型空気力学モデルが開発された。極小甲虫の翼の空力特性が研究された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Quantitative analyses of the aerodynamic and aeroelastic mechanisms of flapping flight have improved our understanding of the morphological diversity of insects. The knowledge and tools developed in this project will serve to construct insect-inspired micro aerial vehicles.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] A CFD data-driven aerodynamic model for fast and precise prediction of flapping aerodynamics in various flight velocities2021

    • 著者名/発表者名
      Cai Xuefei、Kolomenskiy Dmitry、Nakata Toshiyuki、Liu Hao
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 915

    • DOI

      10.1017/jfm.2021.68

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aerodynamic performance of a bristled wing of a very small insect2020

    • 著者名/発表者名
      Kolomenskiy Dmitry、Farisenkov Sergey、Engels Thomas、Lapina Nadezhda、Petrov Pyotr、Lehmann Fritz-Olaf、Onishi Ryo、Liu Hao、Polilov Alexey
    • 雑誌名

      Experiments in Fluids

      巻: 61 号: 9 ページ: 194-194

    • DOI

      10.1007/s00348-020-03027-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of wing flexibility on the aerodynamic performance of a tethered flapping bumblebee2020

    • 著者名/発表者名
      Truong Hung、Engels Thomas、Kolomenskiy Dmitry、Schneider Kai
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Mechanics Letters

      巻: 10 号: 6 ページ: 382-389

    • DOI

      10.1016/j.taml.2020.01.056

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A mass-spring fluid-structure interaction solver: Application to flexible revolving wings2020

    • 著者名/発表者名
      Truong Hung、Engels Thomas、Kolomenskiy Dmitry、Schneider Kai
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: 200 ページ: 104426-104426

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2020.104426

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The dynamics of passive feathering rotation in hovering flight of bumblebees2019

    • 著者名/発表者名
      Kolomenskiy Dmitry、Ravi Sridhar、Xu Ru、Ueyama Kohei、Jakobi Timothy、Engels Thomas、Nakata Toshiyuki、Sesterhenn Joern、Schneider Kai、Onishi Ryo、Liu Hao
    • 雑誌名

      Journal of Fluids and Structures

      巻: 91 ページ: 102628-102628

    • DOI

      10.1016/j.jfluidstructs.2019.03.021

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Wing Morphology and Inertial Properties of Bumblebees2019

    • 著者名/発表者名
      Kolomenskiy Dmitry、Ravi Sridhar、Xu Ru、Ueyama Kohei、Jakobi Timothy、Engels Thomas、Nakata Toshiyuki、Sesterhenn Joern、Farge Marie、Schneider Kai、Onishi Ryo、Liu Hao
    • 雑誌名

      Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms

      巻: 8 号: 1 ページ: 41-47

    • DOI

      10.5226/jabmech.8.41

    • NAID

      130007664945

    • ISSN
      2185-1522
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of turbulence on flying insects in tethered and free flight: High-resolution numerical experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Engels Thomas、Kolomenskiy Dmitry、Schneider Kai、Farge Marie、Lehmann Fritz-Olaf、Sesterhenn Joern
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 4 号: 1 ページ: 013103-013103

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.4.013103

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Versatile reduced-order model of leading-edge vortices on rotary wings2018

    • 著者名/発表者名
      Chen Di、Kolomenskiy Dmitry、Onishi Ryo、Liu Hao
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 3 号: 11 ページ: 114703-114703

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.3.114703

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bees with attitude: the effects of directed gusts on flight trajectories2018

    • 著者名/発表者名
      Jakobi Timothy、Kolomenskiy Dmitry、Ikeda Teruaki、Watkins Simon、Fisher Alex、Liu Hao、Ravi Sridhar
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 7

    • DOI

      10.1242/bio.034074

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Flow Dynamics and Flight of the Smallest Featherwing Beetles2020

    • 著者名/発表者名
      Kolomenskiy Dmitry、Farisenkov Sergey、Engels Thomas、Lapina Nadezhda、Petrov Pyotr、Lehmann Fritz-Olaf、Onishi Ryo、Liu Hao、Polilov Alexey
    • 学会等名
      , The 17th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2020), Sendai, Miyagi (online)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Computational Fluid Dynamics Analysis of a Small Beetle2020

    • 著者名/発表者名
      Kolomenskiy Dmitry、Farisenkov Sergey、Engels Thomas、Lapina Nadezhda、Petrov Pyotr、Lehmann Fritz-Olaf、Onishi Ryo、Liu Hao、Polilov Alexey
    • 学会等名
      The 34rd Computational Fluid Dynamics Symposium, 2020/12/21, online
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Fluid-structure interaction and dynamics of bumblebee flight2019

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      Fujii-Tatsukawa Lab Seminar, Tokyo University of Science, Tokyo Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical modelling of flapping flight using a spectral method with volume penalization2019

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      ICRC Special Seminar, Chiba University, Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Insect flight: reverse engineering and biomimetic design2019

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      Seminar of the Center for Design, Manufacturing, and Materials, Skoltech, Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computer modelling of the flight of a bumblebee2019

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      Mathematics of Fluid Motion III: Theory and Computation, KIAS, Seoul, Republic of Korea
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical simulation of insect flight with flexible wings using a mass-spring fluid-interaction solver2019

    • 著者名/発表者名
      Kai Schneider, Hung Truong, Thomas Engels, Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      72nd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, Seattle, WA USA
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wavelet-based adaptive simulations of flapping insects2019

    • 著者名/発表者名
      Thomas Engels, Kai Schneider, Julius Reiss, Marie Farge, Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      72nd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, Seattle, WA USA
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Modelling of Flapping Flight using a Spectral Method with Volume Penalization2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      ICRC Special Seminar, Chiba University, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bumblebee in Flight and in Digit2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      Seminaire PMMH, ESPCI Paris, France
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Dynamics of Bumblebee Wing Pitching Rotation2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy, Sridhar Ravi, Ru Xu, Kohei Ueyama, Timothy Jakobi, Thomas Engels, Toshiyuki Nakata, Joern Sesterhenn, Marie Farge, Kai Schneider, Ryo Onishi, Hao Liu
    • 学会等名
      7th International Symposium on Aero-aqua Bio-Mechanisms (ISABMEC2018), Tokyo Denki University, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Dynamics of Bumblebee Wing Pitching Motion2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy, Sridhar Ravi, Ru Xu, Kohei Ueyama, Timothy Jakobi, Thomas Engels, Toshiyuki Nakata, Joern Sesterhenn, Marie Farge, Kai Schneider, Ryo Onishi, Hao Liu
    • 学会等名
      8th World Congress of Biomechanics, Dublin, Ireland
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Dynamics of Bumblebee Wing Pitching Rotation: Measurement and Modelling2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy, Sridhar Ravi, Ru Xu, Kohei Ueyama, Timothy Jakobi, Thomas Engels, Toshiyuki Nakata, Joern Sesterhenn, Marie Farge, Kai Schneider, Ryo Onishi, Hao Liu
    • 学会等名
      IUTAM Symposium on Critical flow dynamics involving moving/deformable structures with design applications, Santorini island, Greece
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimate Strength and Trajectory of Leading-Edge Vortex: a Universal Analytical Model2018

    • 著者名/発表者名
      Di Chen, Dmitry Kolomenskiy, Hao Liu
    • 学会等名
      APS-DFD, Georgia World Congress Center, Atlanta, Georgia, USA
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluid-Structure Interaction Analysis of Passive Rotation of Flapping Wings2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitry Kolomenskiy
    • 学会等名
      Workshop on “Perspectives in biofluid mechanics”, RIMS, Kyoto University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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