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渦を用いたはばたき飛行の流体力学に基づく理論的・数値的手法による解明

研究課題

研究課題/領域番号 19740228
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関北海道大学

研究代表者

飯間 信  北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (90312412)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,620千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 420千円)
2008年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード流体力学 / 非線形物理 / 渦運動 / 生物流体
研究概要

昆虫の飛翔では、渦の生成や動力学を伴うはばたき飛行と考えられるが、その流体力学に基づく理論はまだ提案されていなかった。本課題では、今井(1974)により導かれた一般化されたブラジウスの公式を用いて渦を用いたはばたき飛行の理論を構築し、動力学の解析に有用であることを示した。またこの理論により2次元空中停止飛行についてのパラドックスを導いた。また重力を変えたときの臨界点に着目することではばたき方に依存する飛行性能の評価をおこなった。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (61件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (43件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Propulsion hydrodynmics of a butterfly micro-swimmer2009

    • 著者名/発表者名
      M. Iima, A. S. Mikhailov
    • 雑誌名

      Eurohys. Lett. 85

      ページ: 44001-44001

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unstable periodic solution controlling collision of localized convection celis in binary fluid mixture2009

    • 著者名/発表者名
      M. Iima and Y. Nishiura
    • 雑誌名

      Physica D 238

      ページ: 449-460

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ropulsion hydrodynamics of a butterfly micro-swimmer2009

    • 著者名/発表者名
      M. Iima and A. S. Mikhailov
    • 雑誌名

      Europhys. Lett 85

      ページ: 44001-44001

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A paradox of hovering insect in two-dimensional space2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech. 617

      ページ: 297-229

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] はばたき飛翔の流体力学2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 雑誌名

      日本物理学会誌 63

      ページ: 629-633

    • NAID

      110006863528

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蝶の飛翔に潜む数理構造2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 雑誌名

      日本応用物理学会誌 18(4)

      ページ: 39-51

    • NAID

      110007029969

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A paradox of hovering insect in two-dimnsional space2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech 617

      ページ: 207-229

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蝶の飛翔に潜む数理構造2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 雑誌名

      日本応用数理学会誌 18

      ページ: 39-51

    • NAID

      110007029969

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] はばたき飛翔の流体力学2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 雑誌名

      日本物理学会誌 63

      ページ: 629-633

    • NAID

      110006863528

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of a rotating flow under large-deformed free surface using anisotropic flakes2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tasaka, K. Ito, and M. Iima
    • 雑誌名

      J. Visulaization 11

      ページ: 163-172

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A two-dimensional aerodynamic model of freely flying insects2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 雑誌名

      J. Theor. Biol. 247(4)

      ページ: 657-671

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A two-dimensional aerodynamic model of freely flying insects2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 雑誌名

      J. Theor. Biol. 247

      ページ: 657-671

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum-risk path finding by an adaptive amoebal network2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nakagaki, M. Iima, T. Ueda, Y. Nishiura, T. Saigusa, A. Tero, R. Kobayashi and K. Showalter
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 99

      ページ: 68104-68104

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response to "A comment on " Surface switching of rotating fluid in a cylinder"[Phys. Fluids 18, 101701(2006)]"2007

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, M. Iima and Y. Hayase
    • 雑誌名

      Phys. Fluids 19

      ページ: 69102-69102

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rotating flow related to surface switching

    • 著者名/発表者名
      Y. Tasaka, M. Iima and K. Ito
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conference Series (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ナノバタフライ:単一接点モデルにおける推進の流体力学2009

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 昆虫のはばたき飛行における漸近渦構造の役割2009

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      非線形現象の数値シミュレーションと解析 2009
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-03-06
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 昆虫のはばたき飛行における漸近渦構造の役割2009

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      非線形現象の数値シミュレーションと解析2009
    • 発表場所
      札幌北海道大学
    • 年月日
      2009-03-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Theory of flappin flight using vortices2009

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Sappro Winter School Part II. Nonequilibrium Pattern Formation in Chemical and Biological Systems
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2009-02-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Theory of flapping flight using vortices2009

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Sapporo Winter School Part II. Nonequilibrium Pattern Formation in Chemical and Biological Systems
    • 発表場所
      Sapporo Hokkaido University
    • 年月日
      2009-02-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 姿勢制御による大摂動からの安定性合い服について2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      第3回蝶の移動知セミナー
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-12-16
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical and theoretical analysis of freely flying insects - stability, vortex patterns, and far-field structure -2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      The 10th RIES-Hokudai International Symposium on AYA
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-12-09
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次元はばたき飛行の理論2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      NSCセミナー
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 渦構造からみた昆虫飛翔とその安定性 - 近接場と遠方場からみた飛行学-2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      非線形解析セミナー
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-11-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 渦構造からみた昆虫飛翔とその安定性-近接場と遠方場からみた飛行力学-2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      非線形解析セミナー
    • 発表場所
      横浜慶應義塾大学
    • 年月日
      2008-11-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 昆虫飛翔の数値モデルと理論モデル2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      偏微分方程式と現象:PDEs and Phenomena in Miyazaki 2008 (略称:PPM2008)
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2008-11-15
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 昆虫飛翔の数値モデルと理論モデル2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      偏微分方程式と現象 : PDEs and Phenomena in Mivazaki 2008
    • 発表場所
      宮崎宮崎大学
    • 年月日
      2008-11-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Robustness of insect's free-flight in terms of flapping motion and vortex patterns2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      150 Years of Vortex Dynamics
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2008-10-14
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Robustness of insect's free-flight in terms of flapping motion and vortex patterns2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      150 Years of Vortex Dynamics
    • 発表場所
      Cop entiagen, Denmark
    • 年月日
      2008-10-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Robustness of an insect's hovering: how vortex patterns determine flight2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Dynamics Days Asia-Pacific 5
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Robustness of an insect's hovering : how vortex patterns determine flight performance2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Dynamics Days Asia-Pacific 5
    • 発表場所
      Nara Nara Prefectural New Public Hall
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 2次元流体中で周期運動する翼に働く力の標識とその昆虫飛翔への応用2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本流体力学会念会2008
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次元流体中で周期運動する翼に働く力の表式とその昆虫飛翔への応用2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2008
    • 発表場所
      神戸神戸大学
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Robustness of an insect's hovering : a transition of flapping free-flight2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      ICTAM 2008
    • 発表場所
      Adelaide Australia
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Robustness of an insect's hovering : a transition of flapping free-flight2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      ICTAM 2008
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Numerical models of freely flying insects and their universal structure2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      複雑系セミナー
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2008-08-04
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical models of freely flying insects and their universal structure2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      複雑系セミナー
    • 発表場所
      和光理化学研究所
    • 年月日
      2008-08-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of hovering insect in two-dimensional space2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      流体と気体の数学解析
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Analysis of hovering insect in two-dimensional space2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      流体と気体の数学解析
    • 発表場所
      京都京都大学
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] A stability of free-flight using vortex: a universal mathematical structure2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Analytical and Computational Fluid Dynamics 2008
    • 発表場所
      Seoul Korea
    • 年月日
      2008-06-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] A stability of free-flight using vortex : a universal mathematical structure2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Analytical and Computational Fluid Dynamics 2008
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2008-06-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 分岐解析による昆虫飛翔制御機構解明の試み2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      第2回蝶の移動知セミナー
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-06-17
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次元昆虫飛翔の理論的解析2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次元昆虫飛翔の理論的解析2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Navier-Stokes 方程式に基づく2次元昆虫飛翔の理論2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      語ろう数理解析
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-02-21
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 拡張されたBlasiusの公式による昆虫飛翔の理論2007

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      瀬田
    • 年月日
      2007-12-17
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 拡張されたBlasiusの公式による昆虫飛翔の理論2007

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      応用数学合同講演会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2007-12-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical evaluation of the force acting on the flapping wing in two-dimensional fluid2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      60th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics(APS meeting)
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2007-11-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical evaluation of the force acting on the flapping wing in two-dimensional fluid2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      60th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics (APS meeting)
    • 発表場所
      Salt Palace Convention Cneter (Salt Lake City)
    • 年月日
      2007-11-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蝶々に学ぶ流体力学-物理的な観点から-2007

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本物理学会2007年秋季大会(第一回日本物理学会若手奨励賞受賞記念講演)
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蝶々に学ぶ流体力学-物理的な観点から-2007

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本物理学会2007年秋期大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Role of vortex in free-flight of insects2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Vortex dynamics from quantum to geophysical scales
    • 発表場所
      Exeter, UK
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Role of vortex in free-flight of insects2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Vortex dynamics from quantum to geophysical scales
    • 発表場所
      U. Exeter (UK)
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of the localized waves in a model equation of binary fluid convection2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima and Y. Nishiura
    • 学会等名
      Equadiff 2007
    • 発表場所
      ウィーン工科大学(オーストリア)
    • 年月日
      2007-08-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 流体中における生物の推進機構の理解に向けた数理科学的アプローチ2007

    • 著者名/発表者名
      飯間 信、 柳田 達雄、 西浦 廉政
    • 学会等名
      ポストシリコン物質・デバイス創製基盤技術アライアンス発足記念シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-06-06
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体中における生物の推進機構の理解に向けた数理科学的アプローチ2007

    • 著者名/発表者名
      飯間 信, 柳田達雄, 西浦廉政
    • 学会等名
      ポストシリコン物質・デバイス創製基盤技術アライアンス発足記念シンポジウム
    • 発表場所
      学士会館(東京)
    • 年月日
      2007-06-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical analysis on freely flying insects2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      NSC Spring Workshop 2007: Complex Dynamics in Physics, Chemistry and Biology
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-05-08
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Mathematical analysis on freely flying insects2007

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      NSC Spring Workshop 2007: Complex Dynamics in Physics, Chemistry and Biology
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-05-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 昆虫ミメティクス -- 昆虫の設計に学ぶ -- (羽ばたき飛翔の数理 p.672-677) 下澤楯夫、針山孝彦(編)2008

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 昆虫ミメティクスー昆虫の設計に学ぶ-(下澤楯夫、針山孝彦編、分担執筆)2008

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 「はばたき飛翔の数理」(昆虫ミメティクス-昆虫の設計に学ぶ-, 下澤楯夫、針山孝彦編)

    • 著者名/発表者名
      飯間 信(分担執筆)
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス(受理済) (印刷中)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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