| 研究課題/領域番号 |
19K03671
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
飯間 信 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (90312412)
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| 研究分担者 |
紅林 亘 弘前大学, 教育推進機構, 助教 (70761211)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 生物流体力学 / 位相縮約 / 位相縮約法 / 生物流体 / 飛翔・遊泳 / 渦運動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本課題では位相自由度が生物の飛翔・遊泳の摂動応答特性に与える影響を流体力学・数理科学の両面から明らかとする.位相自由度をもつモデルおよび周囲の流体運動を数値計算により計算し，得られたデータを位相縮約法などの数理解析手法を中心として解析し，検証する．本課題により，生物流体力学分野における応用分野および基礎分野への貢献を目指す.
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| 研究成果の概要 |
位相自由度をもつ飛翔・遊泳モデルを位相縮約法により解析するために、解析手法を改善し、また幾つかの数値モデルの解析を行った。流体系は大自由度である ため，位相縮約法を単純に適用すると計算時間が膨大となり、現実的な時間で解析が難しい。アジョイント方程式を変形しすることで方程式の時間発展アルゴリズムのみを使った手法を提案した。この手法を円柱後流のカルマン渦の解析、平板翼の解析に適用し、良好な結果を得た。更に飛翔・遊泳モデルとして、翼駆動系と流体系が結合したモデルを開発し、その系を解析した。単独翼の解析は上記解析手法を用いて解析し、複数翼の干渉については通常の時間発展計算により解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果はリミットサイクル振動周辺の運動を解析する強力な方法である位相縮約法を流体力学、特に生物流体力学に適用することを目指すものである。本研究では物体後流や位相自由度を持つはばたき翼へ本方法を適用し、空間のどこへの摂動が位相変化に効いているかといった問題に答えることに成功した。位相縮約法では系の詳細に寄らずリミットサイクル振動周辺の運動を普遍的な視点から解析できるため、流体力学分野への適用方法が発展すれば、様々な応用分野での活用が期待出来るものである。
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