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2021 年度 研究成果報告書

超小型飛翔体開発のブレークスルーを目指したチョウの不安定な飛翔メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号 19K14885
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分19010:流体工学関連
研究機関信州大学

研究代表者

鈴木 康祐  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (10735179)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード羽ばたき飛翔 / 数値流体力学 / 超小型飛翔体
研究成果の概要

蝶がどのように速い前進速度と巧みな姿勢制御を実現しているか,という問題の解明に取り組んだ.ハイスピードカメラを用いて蝶の飛び立ち時や前進飛翔時の動きを撮影し,画像データから蝶の軌跡や関節の角度の時系列データを抽出した.それらのデータから,実際の蝶の形状や動作を忠実に模擬した数値計算モデルを作成した.埋め込み境界-格子ボルツマン法を使って,計算モデルと周囲空気の運動の連成計算を行い,飛翔中の蝶が受ける空気力や慣性力と運動の関係を明らかにした.また,形状や動作を単純化したモデルにより,腹部の運動,前後翼の位相差,翼のリード・ラグ運動による姿勢制御法を検討したが,実際の蝶から大きな差異が見られた.

自由記述の分野

数値流体力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究期間内に実施した研究はいずれも,蝶の飛翔メカニズムを解明するための基礎的な研究であり,実際のモノ(超小型飛翔体)への応用はまだできていない.しかしながら,本研究を通して,蝶の飛翔メカニズムに関して多くのことが明らかになるとともに,蝶の巧みな姿勢制御を応用できる可能性があることが示唆されている.これらの知見を用いて超小型飛翔体を設計できれば,今までにない小型・軽量でかつ俊敏なドローンが開発できると期待される.

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公開日: 2023-01-30  

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