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生物流体における階層的流れ構造の形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26400396
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 数理物理・物性基礎
研究機関広島大学

研究代表者

飯間 信  広島大学, 理学研究科, 准教授 (90312412)

研究分担者 横山 直人  京都大学, 工学研究科, 助教 (80512730)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード生物対流 / 生物流体力学 / 流れ構造 / 微生物遊泳
研究成果の概要

ミドリムシの個体及び集団運動に伴う流れの階層構造形成と情報処理の関係を調べた.特に光勾配の強さに比例した数密度流束の存在を示唆する結果等を得た.これらの結果を基に局在生物対流のモデル方程式を構築し,局在生物対流の再現や,これまでの実験結果で示唆されている,臨界密度近傍での状態の双安定性の再現に成功した.昆虫飛翔解析に関して,階層的流れ構造の自律的な形成過程を研究するために単一渦近似と呼ばれる方法を用いて剥離渦の挙動を低次元力学系で記述する手法を開発し,幾つかの系への応用を試みた.

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

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 13件) 図書 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Statistics and stochastic models of an individual motion of photosensitive alga Euglena gracillis2017

    • 著者名/発表者名
      Takuma Ogawa, Shunsuke Izumi, Makoto Iima
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      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] Studies of the phase gradient at the boundary of the phase diffusion equation, motivated by peculiar wave patterns of rhythmic contraction in the amoeboid movement of Physarum polycephalum2017

    • 著者名/発表者名
      M. Iima, H. Kori and T. Nakagaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 50 号: 15 ページ: 154004-154004

    • DOI

      10.1088/1361-6463/aa6269

    • 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] Surface switching statistics of rotating fluid: Disk-rim gap effects2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tasaka and Makoto Iima
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 95 号: 4 ページ: 043113-043113

    • DOI

      10.1103/physreve.95.043113

    • NAID

      120006309133

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Flux of Euglena gracilis Cells Depends on the Gradient of Light Intensity2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa, E. Shoji, N. J. Suematsu, H. Nishimori, S. Izumi, A. Awazu and M. Iima
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 11 号: 12 ページ: e0168114-e0168114

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0168114

    • 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
  • [雑誌論文] ミドリムシ遊泳における方向転換時の鞭毛運動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      山田稔太,飯間信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2016講演論文集

      巻: 2016 ページ: 139-139

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] ミドリムシ生物対流における局在対流セル間相互作用の解析2016

    • 著者名/発表者名
      飯間信,山口崇幸
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2016講演論文集

      巻: 2016 ページ: 63-63

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 二次元流中における非対称剥離渦が物体に及ほす力の解析2015

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2015講演論文集

      巻: 2015 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流れが駆動する平板のピッチ運動2015

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 飯間信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2015講演論文集

      巻: 2015 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光強度勾配に比例する走光性をもつ生物対流モデルと局在対流構造2014

    • 著者名/発表者名
      飯間 信, 庄司 江梨花, 山口 崇幸, 粟津 暁紀, 泉 俊輔, 西森 拓
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2014講演論文集(CD-ROM)

      巻: 2014

    • 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] 生物対流ハターン形成機構の理解に向けたミドリムシの走光性特性の計測2014

    • 著者名/発表者名
      庄司 江梨花, 末松 信彦, 泉 俊輔, 西森 拓, 粟津 暁紀, 飯間 信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2014講演論文集(CD-ROM)

      巻: 2014

    • 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] 平板のピッチ運動と流れの相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 飯間信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2014講演論文集(CD-ROM)

      巻: 2014

    • 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
  • [学会発表] 遊泳微生物の集団運動が作る生物対流2017

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      第21回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interaction of localized convection cells in the bioconvection of Euglena gracilis2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iima, T. Yamaguchi
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of The APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Portland, US
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hierarchical structures of the collective motion of a photosensitive microorganism2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Interdisciplinary Applications of Nonlinear Science
    • 発表場所
      Kagoshima
    • 年月日
      2016-11-03
    • 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] ミドリムシ遊泳における方向転換時の鞭毛運動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      山田稔大, 飯間信
    • 学会等名
      流体力学会年会2016
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 単一渦近似における剥離渦の切り離し基準2016

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Loalized bioconvection patterns: Experiments and Theories2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Patterns and Waves 2016
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2016-08-01
    • 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] Formation of spatially localized bioconvection patterns by suspension of photomovement microorganism, Euglena gracilis.2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Fourth International Conference: Nonlinear Waves -- Theory and Applications
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-06-25
    • 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] Localized Bioconvection2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      New Frontiers in Nonlinear Sciences
    • 発表場所
      ニセコ
    • 年月日
      2016-03-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Separation vortices dynamics of the single vortex model2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      The second workshop on Applied and Computational Complex Analysis (ACCA-JP/UK)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-01-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 局在対流のダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      さきがけ・CREST「数学」領域ワークショップ 探索における収穫と今後の熟成について2015
    • 発表場所
      山梨
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analytical Study of the Dynamics of the Separation Vortices from the Body Using Single Vortex Approximation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      8th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • 発表場所
      北京 (中国)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Collective Behavior and Localized Bioconvection Patterns of Euglena Suspension Illuminated from Below2015

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      8th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • 発表場所
      北京 (中国)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミドリムシ生物対流における局在パターン2015

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      エアロ・アクアバイオメカニズム学会第32回定例講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the dynamics of localized convection patterns2014

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      International conference on mathematical fluid dynamics, present and future
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光強度勾配に比例する走光性をもつ生物対流モデルと局在対流構造2014

    • 著者名/発表者名
      飯間信*, 庄司江梨花, 山口崇幸, 泉俊輔, 粟津暁紀,西森拓
    • 学会等名
      流体力学会年会2014
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Localized Bioconvection patterns in Euglena gracilis suspensions2014

    • 著者名/発表者名
      M. Iima, E. Shoji, A. Awazu, H. Nishimori and S. Izumi
    • 学会等名
      the Joint Annual Meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology and the Society for Mathematical Biology
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two types of localized bioconvection patterns in Euglena gracilis suspensions in an annular container2014

    • 著者名/発表者名
      M. Iima, E. Shoji, A. Awazu, H. Nishimori and S. Izumi
    • 学会等名
      7th World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 数理解析研究所講究録「RIMS 共同研究『生物流体における計測問題』」2015

    • 著者名/発表者名
      飯間信(編)
    • 総ページ数
      113
    • 出版者
      数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 数理解析研究所講究録「RIMS 共同研究『生物流体における流れ構造の解析と役割」2014

    • 著者名/発表者名
      飯間信(編)
    • 総ページ数
      149
    • 出版者
      京都大学数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on "Aspects of motions in biofluid problems"2015

    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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