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アクティブ流動系における同期現象と協同的ダイナミクスの理論

研究課題

研究課題/領域番号 23740286
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関東北大学

研究代表者

内田 就也  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10344649)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード自己組織化 / 流体 / 生物物理 / 国際研究者交流 / イギリス / 繊毛 / 国際情報交換 / 鞭毛 / 流体力学
研究概要

本研究課題では流体力学的相互作用による繊毛や鞭毛の集団運動について数理モデルを構築し、次の結果を得た。繊毛の剛体回転子モデルを構築し、繊毛のペアおよび1次元、2次元配列におけるダイナミクスを解析した。繊毛の駆動力のパターン、基盤からの距離、軌道の形状や傾き、繊毛の柔軟性に依存して、多様な同期状態、進行波パターンが生じることを示した。またバクテリアカーペットにおける多数の鞭毛による協同的輸送現象を数値的に解析した。また一般的な長距離相互作用による集団同期転移の特性を場の理論的手法により明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Hydrodynamic synchronization between objects with cyclic rigid trajectories2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida and Ramin Golestanian
    • 雑誌名

      European Physical Journal E

      巻: 35

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流体力学的同期現象 : 鞭毛や繊毛の集団運動の理解に向けて2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 67 ページ: 754-757

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低レイノルズ数における流体力学的同期現象 : ミニマルアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1808 ページ: 78-87

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Hydrodynamic synchronization between objects with cyclic rigid trajectories2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 雑誌名

      The European Physical Journal E

      巻: 35 号: 12

    • DOI

      10.1140/epje/i2012-12135-5

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流体力学的同期現象:鞭毛や繊毛の集団運動の理解に向けて2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 67 ページ: 754-757

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低レイノルズ数における流体力学的同期現象:ミニマルアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1808 ページ: 78-87

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 繊毛メタクロナル波のミニマルモデル2013

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Hydrodynamic synchronization and collective dynamics of rigid-body rotors2013

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Dynamics of Suspensions, Gels, Cells and Tissues
    • 発表場所
      ケンブリッジ, イギリス
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Hydrodynamic synchronization and collective dynamics of rigid-body rotors2013

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Dynamics of Suspensions, Gels, Cells and Tissues
    • 発表場所
      ケンブリッジ大学、イギリス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 繊毛メタクロナル波のミニマルモデル2013

    • 著者名/発表者名
      内田就也, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synchronization of flagella and cilia by hydrodynamic interactions : minimal approaches2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Active Soft and Biological Matter : A Conference in honour of Jacques Prost
    • 発表場所
      レズーシュ,フランス
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Hydrodynamic Synchronization and Collective Dynamics of Microfluidic Rotors2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Japanese-German-French Workshop "Physics of Active Soft Matter"
    • 発表場所
      ハイデルベルク,ドイツ
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 鞭毛や繊毛の流体力学相互作用による同期 : ミニマルアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      内田 就也
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ流動回転子の同期現象と集団動力学2012

    • 著者名/発表者名
      内田 就也
    • 学会等名
      The 2nd Workshop on "Fracture, Cracking, Dislocation"
    • 発表場所
      札幌市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 繊毛メタクロナル波のミニマルモデル2012

    • 著者名/発表者名
      内田 就也
    • 学会等名
      非平衡系の物理-その普遍的理解を目指して
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Hydrodynamic synchronization at low Reynolds number : minimal approaches2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Topical Research Meetings on Physics : Swimming and Complexity at Low Reynolds Number
    • 発表場所
      ロンドン,イギリス
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数における流体力学的同期現象 : ミニマルアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      内田 就也
    • 学会等名
      生物流体力学における同期および関連する現象
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 長距離結合振動子系の集団同期転移2012

    • 著者名/発表者名
      内田 就也
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      西宮市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Minimal models of hydrodynamic synchronization and the collective dynamics of flagella and cilia2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida
    • 学会等名
      Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体力学的同期現象のミニマルモデル-繊毛や鞭毛の協同運動の理解に向けて-2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      豊中市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 鞭毛や繊毛の流体力学相互作用による同期:ミニマルアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也、ラミンゴレスタニアン
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrodynamic Synchronization and Collective Dynamics of Microfluidic Rotors2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Japanese-German-French Workshop “Physics of Active Soft Matter”
    • 発表場所
      University of Heidelberg, ドイツ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低レイノルズ数における流体力学的同期現象:ミニマルアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也
    • 学会等名
      生物流体力学における同期および関連する現象
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrodynamic synchronization at low Reynolds number: minimal approaches2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Topical Research Meetings on Physics: Swimming and Complexity at Low Reynolds Number
    • 発表場所
      Institute of Physics, イギリス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 繊毛メタクロナル波のミニマルモデル2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也
    • 学会等名
      非平衡系の物理-その普遍的理解を目指して
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ流動回転子の同期現象と集団動力学2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也
    • 学会等名
      The 2nd Workshop on "Fracture, Cracking, Dislocation"
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synchronization of flagella and cilia by hydrodynamic interactions: minimal approaches2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      Active Soft and Biological Matter: A Conference in honour of Jacques Prost
    • 発表場所
      Ecole de Physique des Houches, フランス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 流体力学的同期現象のミニマルモデル-繊毛や鞭毛の協同運動の理解に向けて-2012

    • 著者名/発表者名
      内田就也、Ramin Golestanian
    • 学会等名
      日本機械学会 第24回バイオエンジニアリング部門講演会(招待講演)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Minimal models of hydrodynamic synchronization and the collective dynamics of flagella and cilia2012

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida
    • 学会等名
      Phase Transition Dynamics in Soft Matter: Bridging between microscale and mesoscale(招待講演)
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Minimal Models of Hydrodynamic Synchronization at Low Reynolds Number2011

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      International Symposium on Complex Systems
    • 発表場所
      文京区
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体力学的同期現象のミニマルモデル2011

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体力学的同期現象のミニマルモデル2011

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      非平衡系の物理-ミクロとマクロの架け橋-
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体力学的同期現象のミニマルモデル- 鞭毛や繊毛の集団運動の理解に向けて-2011

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      生物ロコモーションと同期現象
    • 発表場所
      北海道茅部郡森町
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体力学的同期現象のミニマルモデル2011

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      第1回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体同期現象のミニマルモデル2011

    • 著者名/発表者名
      内田就也、Ramin Golestanian
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Minimal Models of Hydrodynamic Synchronization at Low Reynolds Number2011

    • 著者名/発表者名
      Nariya Uchida, Ramin Golestanian
    • 学会等名
      International Symposium on Complex Systems 2011
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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