• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

1mmの2.5次元構造は飛翔できるか?~マルチフィジクス計算力学による挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 26390133
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関九州工業大学

研究代表者

石原 大輔  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (80363399)

研究分担者 村上 直  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 助教 (90443499)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード昆虫羽ばたき飛行 / マルチフィジクス / MEMS / 計算力学 / 昆虫飛翔 / 流体構造連成 / 超微小飛翔ロボット / 非線形有限要素法
研究成果の概要

昆虫羽ばたき飛行を規範とする微小飛翔ロボットの可能性は,マルチフィジクスの複雑さと加工技術の限界から未だに十分明らかになっていない.そこで本研究では,最初に,マルチフィジクス計算力学手法を開発し,それにより昆虫羽ばたき飛行の力学を精緻化した.次に,それらを用いて,昆虫羽ばたき飛行を規範とする1mmスケールのモデル翼を2.5次元設計空間内で探索し,満足解の集合(デザインウィンドウ)が存在することを示した.最後に,MEMSプロセスに基づくマイクロマシニングを開発し,それを用いて,モデル翼を実空間で作成した.以上により,微小飛翔ロボットの可能性を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 14件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 12件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Microfabrication of hybrid structure composed of rigid silicon and flexible polyimide membranes2017

    • 著者名/発表者名
      Sunao Murakami, Daisuke Ishihara, Masateru Araki, Tomoyoshi Horie, Naoto Ohira, Takahiro Ito
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th IEEE Annual International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems

      巻: - ページ: 824-825

    • NAID

      120006823900

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluid‐structure interaction design of insect-like micro flapping wing2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Naoto Ohira, Masakatsu Takagi, Sunao Murakami, Tomoya Horie
    • 雑誌名

      Proceedings of VII International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Finite element approach for a coupled numerical simulation of fluid-structurte-electric interaction in MEMS2017

    • 著者名/発表者名
      Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho and Tomoyoshi Horie
    • 雑誌名

      Proceedings of VII International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight using fluid-structure interaction analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Naoto Ohira, Masakatsu Takagi, Sunao Murakami, Tomoya Horie
    • 雑誌名

      Proceedings of the KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluid-structure interaction design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Sunao Murakami, Masateru Araki, Tomoyoshi Horie
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th World Congress on Computational Mechanics

      巻: - ページ: 1764-1764

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance evaluation of finite element coupled algorithms for structure-electric interaction analysis of MEMS actuator2016

    • 著者名/発表者名
      Prakasha Chigahalli Ramegowda, Ishihara Daisuke, Niho Tomoya, Horie Tomoyoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th World Congress on Computational Mechanics

      巻: - ページ: 1137-1150

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A novel coupled algorithm for shell structure-electric field interaction analysis in MEMS piezoelectric actuator2016

    • 著者名/発表者名
      Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho, Tomoyoshi Horie
    • 雑誌名

      Proceedings of the 35th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Passive mechanism of pitch recoil in flapping insect wings2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie
    • 雑誌名

      Bioinspiration & Biomimetics

      巻: 12 号: 1 ページ: 016008-016008

    • DOI

      10.1088/1748-3190/12/1/016008

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Finite element analysis using a hierarchal decomposition for the interaction of structure, fluid and electrostatic field in MEMS2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho, Akiyoshi Baba
    • 雑誌名

      Proceedings of the VI International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering

      巻: 1 ページ: 1023-1028

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluid-structure interaction analysis for the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of dipteran flapping wings2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics

      巻: 1 ページ: 66-66

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hierarchically decomposed finite element analysis of the structure-fluid-electrostatic interaction2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho
    • 雑誌名

      Proceedings of the KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2015

      巻: 15-231 ページ: 20-21

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 昆虫模倣翼のMEMSプロセスによる試作とその性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      荒木正輝,石原大輔,村上直,堀江知義
    • 雑誌名

      日本機械学会大7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演論文集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチングに対する流体構造連成解析2015

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也
    • 雑誌名

      日本機械学会第28回計算力学講演会CD-ROM論文集

      巻: 15-19

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A projection method for the interaction of an incompressible fluid and a structure using new algebraic splitting2014

    • 著者名/発表者名
      D. Ishihara, T. Horie
    • 雑誌名

      Computer Modeling in Engineering and Sciences

      巻: 101 ページ: 421-440

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 流体構造連成相似実験の計算による補完と昆虫飛行解析への適用2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也
    • 雑誌名

      日本機械学会第27回計算力学講演会(CMD2014)講演論文集

      巻: 1

    • NAID

      110009940260

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An experimental and three-dimensional computational study on the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of flapping wings in hovering fies2014

    • 著者名/発表者名
      D. Ishihara, T. Horie, T. Niho
    • 雑誌名

      Bioinsration & Biomimetics

      巻: 9 号: 4 ページ: 046009-046009

    • DOI

      10.1088/1748-3182/9/4/046009

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 相補完的な計算と相似模型実験を用いた流体構造連成シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也
    • 雑誌名

      第63回理論応用力学講演会講演論文集

      巻: 1

    • NAID

      130005478028

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチング運動における空気減衰の数値的検討2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義
    • 雑誌名

      日本機械学会2014年度年次大会講演論文集

      巻: 14-1

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 流体構造連成相似則に基づく昆虫羽ばたき翼の解析2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也
    • 雑誌名

      日本実験力学会講演論文集2014年度年次講演会

      巻: 14

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] MEMS構造要素の振動解析における入力データと連成効果の同定2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也,馬場昭好
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集

      巻: 19

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 空気中で静電駆動されるマイクロ片持ちはりにおける連成効果2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也,馬場昭好
    • 雑誌名

      第26回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチング動力学における空気力効果の数値的検討2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 80 ページ: 13-00836

    • NAID

      130003399154

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fluid‐structure interaction design of insect-like micro flapping wing2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Naoto Ohira, Masakatsu Takagi, Sunao Murakami, Tomoya Horie
    • 学会等名
      VII International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering
    • 発表場所
      Rhodes
    • 年月日
      2017-06-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Finite element approach for a coupled numerical simulation of fluid-structurte-electric interaction in MEMS2017

    • 著者名/発表者名
      Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho and Tomoyoshi Horie
    • 学会等名
      VII International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering
    • 発表場所
      Rhodes
    • 年月日
      2017-06-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面マイクロマシニングに基づく昆虫規範型マイクロ飛行体の試作2017

    • 著者名/発表者名
      高木方勝, 大平直人, 石原大輔, 村上直, 堀江知義
    • 学会等名
      第29回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      倉敷
    • 年月日
      2017-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Microfabrication of hybrid structure composed of rigid silicon and flexible polyimide membranes2017

    • 著者名/発表者名
      Sunao Murakami, Daisuke Ishihara, Masateru Araki, Tomoyoshi Horie, Naoto Ohira, Takahiro Ito
    • 学会等名
      The 12th IEEE Annual International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems
    • 発表場所
      Los Angeles
    • 年月日
      2017-04-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEMS技術に基づく微小羽ばたき翼の変位変換システムの設計と試作2017

    • 著者名/発表者名
      大平直人,石原大輔,村上直,堀江知義
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight using fluid-structure interaction analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Naoto Ohira, Masakatsu Takagi, Sunao Murakami, Tomoya Horie
    • 学会等名
      The KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE
    • 発表場所
      プサン
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A novel coupled algorithm for shell structure-electric field interaction analysis in MEMS piezoelectric actuator2016

    • 著者名/発表者名
      Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho, Tomoyoshi Horie
    • 学会等名
      The 35th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 昆虫翼の受動的ピッチング運動に対する周波数比の影響2016

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,白川博基,堀江知義
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 非線形有限要素解析による昆虫翼構造力学モデルの提案と検討2016

    • 著者名/発表者名
      横田順, 石原大輔, 堀江知義
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fluid-structure interaction design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Sunao Murakami, Masateru Araki, Tomoyoshi Horie
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      ソウル
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance evaluation of finite element coupled algorithms for structure-electric interaction analysis of MEMS actuator2016

    • 著者名/発表者名
      Prakasha Chigahalli Ramegowda, Ishihara Daisuke, Niho Tomoya, Horie Tomoyoshi
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      ソウル
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluid-structure interaction design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Sunao Murakami, Masateru Araki and Tomoyoshi Horie
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance evaluation of finite element coupled algorithms for structure-electric interaction analysis of MEMS actuator2016

    • 著者名/発表者名
      Prakasha Chigahalli Ramegowda, Ishihara Daisuke, Niho Tomoya, Horie Tomoyoshi
    • 学会等名
      Proceedings of the 12th World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 昆虫羽ばたき飛行への流体構造連成アプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      石原大輔
    • 学会等名
      羽ばたき飛行に関する研究会
    • 発表場所
      東京大学,東京
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 昆虫模倣翼のMEMSプロセスによる試作とその性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      荒木正輝,石原大輔,村上直,堀江知義
    • 学会等名
      第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター,新潟
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Hierarchically decomposed finite element analysis of the structure-fluid-electrostatic interaction2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho
    • 学会等名
      The KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2015
    • 発表場所
      Waseda University, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチングに対する流体構造連成解析2015

    • 著者名/発表者名
      石原大輔,堀江知義,二保知也
    • 学会等名
      日本機械学会第28回計算力学講演会(CMD2015)
    • 発表場所
      横浜国立大学,横浜
    • 年月日
      2015-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] An experimental and computational study on the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of dipteran flapping wings2015

    • 著者名/発表者名
      D. Ishihara
    • 学会等名
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluid-structure interaction analysis for the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of dipteran flapping wings2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho
    • 学会等名
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Hokkaido University, Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Finite element analysis using a hierarchal decomposition for the interaction of structure, fluid and electrostatic field in MEMS2015

    • 著者名/発表者名
      D. Ishihara
    • 学会等名
      VI International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering (COUPLED PROBLEM 2015)
    • 発表場所
      Venice, Italy
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Finite element analysis using a hierarchal decomposition for the interaction of structure, fluid and electrostatic field in MEMS2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho, Akiyoshi Baba
    • 学会等名
      The VI International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering
    • 発表場所
      San Servolo Island, Venice, Italy
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 流体構造連成相似実験の計算による補完と昆虫飛行解析への適用2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔
    • 学会等名
      日本機械学会第27回計算力学講演会(CMD2014)
    • 発表場所
      盛岡,岩手
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 相補完的な計算と相似模型実験を用いた流体構造連成シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔
    • 学会等名
      第63回理論応用力学講演会講演論文集
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチング運動における空気減衰の数値的検討2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔
    • 学会等名
      日本機械学会2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 流体構造連成相似則に基づく昆虫羽ばたき翼の解析2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔
    • 学会等名
      日本実験力学会2014年度年次講演会
    • 発表場所
      姫路,兵庫
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MEMS構造要素の振動解析における入力データと連成効果の同定2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔
    • 学会等名
      第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 空気中で静電駆動されるマイクロ片持ちはりにおける連成効果2014

    • 著者名/発表者名
      石原大輔
    • 学会等名
      第26回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
    • 発表場所
      盛岡,岩手
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 変位変換装置及び変位変換装置を備えた羽ばたき機構並びに変位変換装置の製造方法2016

    • 発明者名
      石原大輔
    • 権利者名
      九州工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi