| 研究課題/領域番号 |
20K04257
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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19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
李鹿 輝 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (00253906)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 生物流体工学 / アメンボ / 渦 / 水面歩行生物 / 推進メカニズム / 三次元渦 / 水面歩行 / 運動エネルギー / PIV / 三次元トモグラフィックPIV |
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| 研究開始時の研究の概要 |
私たち人類は水に浮くための簡単な装置をつくってそれを実現しようとしてきたが、アメンボなどの生物たちは自然に備わった能力で水面上に自由に移動することができる。本研究は、流体力学の視点から、アメンボの推進力または推進効率と生み出す三次元渦構造との関係を実験的に解明し、推進メカニズムを定量的に明らかにする。得た渦推進メカニズムなどの知見を手引きとして、広い分野において新技術開発、環境負荷軽減、省エネルギーなどに応用する。本研究は自然に学んだ基礎サイエンスの知見を活かし、「自然」の機能を「ものづくり」に活用する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、水面歩行生物の渦推進メカニズムを定量的に解明するため、アメンボを対象とする、PIVと三次元トモグラフィックPIVを用いてアメンボの脚が生み出す水面下の三次元渦構造とそのダイナミックを明らかにする。流体力学の視点から、アメンボの推進力または推進効率と生み出す三次元渦構造との関係を解明し、推進メカニズムを定量的に明らかにした。さらに、アメンボの連続水面歩行とその着水のメカニズムも定量的に解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アメンボなどの渦推進メカニズムの新たな解明は、将来的には極めて広い技術分野において新技術開発、環境負荷軽減、省エネルギーなどに寄与しうる。また、本研究は自然に学んだ基礎サイエンスの知見を活かし、「自然」の機能を「ものづくり」に活用するといえる。
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