| 研究課題/領域番号 |
20K04289
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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 | 滋賀県立大学 |
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研究代表者 |
安田 孝宏 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (60347432)
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| 研究分担者 |
南川 久人 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (60190691)
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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: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 前縁波形状翼 / 非定常流体力 / フラッピング運動 / ピッチング運動 / ヒービング運動 / NACA0012 / ザトウクジラ / 生物模倣技術 / 渦 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鉱物資源調査や地球環境問題のデータ収集のための海洋調査には海洋調査機器の開発が重要となる．本研究では海洋調査に用いる機動性の良い魚型水中ロボットへの適用を目指し，機動性の良いザトウクジラの胸ビレを模した前縁波形状翼を開発する．特に、前縁波形状翼の羽ばたき運動に着目し，その非定常流体力発生機構の解明を試みる．具体的には，ザトウクジラの胸ビレの運動の解析や，前縁波形状翼に作用する流体力測定や翼周りの三次元流れの可視化を行う．得られた結果より、固定された前縁波形状翼との違いや，昆虫・鳥等に見られる前縁直線翼の羽ばたき運動との違いを考察し，羽ばたき運動する前縁波形状に特有な機構を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ザトウクジラの胸ビレを模した前縁波形状翼の運動時の流体力特性に着目し，その非定常流体力発生機構の解明を目的として調査を行った．
ヒービング，ピッチング，フラッピング運動を実現できる実験装置を製作し，前縁波形状翼および比較対象である前縁直線翼の翼性能や流れ場を調査した．その結果，前縁直線翼の場合，翼の運動により剥離が抑制され，静止翼よりも高い揚力が得られることを明らかにした．また，前縁波形状翼はどの運動条件でも振動が少なく高い揚力を出せることから，魚型水中ロボットに適している可能性が高いことがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の前縁波形状翼に関する研究は固定した翼を対象にしており，羽ばたき運動する前縁波形状翼を取り扱った研究は無い．そのため，本研究で明らかにした前縁波形状翼の運動時の流体力特性や非定常揚力発生メカニズムは新たな重要な知見である．また，前縁波形状翼がどの運動条件においても変動が少なく，かつ，高い揚力を出せることを示した結果は，効率的な魚型水中調査機器の開発の一助となることが期待できる．
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