自己駆動する境界運動と流れの相互作用による推進・輸送現象の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540433
• 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(系)研究科(研究院), 准教授 (90312412)
• 研究分担者: 中垣 俊之 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70300887) ; 郡 宏 お茶の水女子大学, 人間文化創成科学研究科, 准教授 (80435974)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 生物流体力学

研究概要

複数のバネ支持円柱を一様流中に置いた場合，渦剥離を伴う場合でも同期が発生することを示し，その条件について数値的に調べた． 剥離渦によるバネ支持円柱の振動を一つの振動子と捉え,2つの振動子間の相互作用の結合関数を位相差の関数として計算データから得た. また粘菌の微小変形体の蠕動運動の発生要因として化学物質の輸送と振動が結合したモデルと境界での位相勾配を与えた位相振動子モデルを検討し，微小変形体に特有の蠕動運動パターンを再現することに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Localized bioconvection patterns and their initial state dependency in Euglena gracilis in an annular container (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Shoji, H. Nishimori, A. Awazu, S. Izumi and M. Iima
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 83 ページ: 043001
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.043001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling flow structures by wing motion in a flapping-flight model (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Iima, N. Yokoyama, N. Hirai and K. Senda
  • 雑誌名: Advances in Science and Technology 巻: 84 ページ: 59-65
  • 査読あり
• [雑誌論文] 渦を介した振動円柱間同期の位相 記述の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 中筋真生
  • 雑誌名: 数理解析研究所講究録 巻: 1808 ページ: 35-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronization of spring-loaded cylinders in a uniform flow (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nakasuji and M. Iima
  • 雑誌名: Theor. Appl. Mech. Jpn 巻: 61 ページ: 51-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一様流中に置かれた振動円柱間同期の位相記述の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 中筋真生
  • 雑誌名: 日本流体力学会年会2012講演論文集 巻: 093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peristaltic transport and mixing of cytosol through the whole body of Physarum plasmodium (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iima, T. Nakagaki
  • 雑誌名: Math. Med. Biol 巻: 29 ページ: 263-281
  • 査読あり
• [学会発表] Localized structure of Euglena bioconvection (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Iima, E. Shoji, A. Awazu, H. Nishimori, and S. Izumi
  • 学会等名: 66th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics (APS meeting)
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20131124-26
• [学会発表] 収縮ダイナミクスをもつ1次元粘菌モデルにおける輸送機能の発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 郡宏, 中垣俊之
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 流体力学における安定性入門 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: 広島大学数理分子生命理学生命理学専攻合宿
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20130826-27
• [学会発表] 可視化情報と流体力学的力 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: 可視化情報シンポジウム2013
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130716-17
• [学会発表] Dynamics of localized structures in convections (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Iima
  • 学会等名: Joint US-Japan Conference for Young Researchers on Interactions among Localized Patterns in Dissipative Systems
  • 発表場所: Minneapolis, 米国
  • 年月日: 20130603-07
• [学会発表] 2次元はばたきモデルにおける不安定飛行状態を用いた制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 横山直人, 平井規央, 泉田啓
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 東広島
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] 生物の飛翔・遊泳ダイナミクスの数理構造に基づく解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: 日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20130119-11
• [学会発表] 生物対流における局在構造ダイナミクスとその形成機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 庄司江梨花, 粟津暁紀, 西森拓, 泉俊輔
  • 学会等名: 第23回非線形反応と協同現象
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] A flight control through unstable flapping flight (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Iima, N. Yokoyama, N. Hirai and K. Senda
  • 学会等名: 65th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics(APS meeting)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20121118-20
• [学会発表] Bifurcation structures in flapping flight problems (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iima
  • 学会等名: Ninth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 一様流中におかれた振動円柱間同期の位相記述の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 中筋真生
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 20120916-18
• [学会発表] 飛翔・輸送における流れと境界運動の協働 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: 第6回自己組織化討論会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20120728-29
• [学会発表] Controlling flow structures by wing motion in a flapping-flight model (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iima
  • 学会等名: CIMTEC 2012 - 4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systems
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 20120610-14
• [学会発表] 渦を介した振動円柱間同期の位相記述の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 中筋真生
  • 学会等名: 研究集会『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, 日本
  • 年月日: 20120521-23
• [学会発表] 一様流中に置かれた自己駆動振動物体間の同期条件 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中筋真生, 飯間信
  • 学会等名: 日本物理学会第67会年次大会
  • 発表場所: 西宮
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 収縮ダイナミクスをもつ1次元粘菌モデルにおける輸送機能の発現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 郡宏, 中垣俊之
  • 学会等名: 日本物理学会第67会年次大会
  • 発表場所: 西宮, 日本
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 中レイノルズ数領域における振動物体間同期の数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中筋真生, 飯間信
  • 学会等名: 第61回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120307-09
• [学会発表] 流れの相互作用によるバネ支持円柱間同期の直接数値計算及びその位相記述の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 中筋真生, 飯間信
  • 学会等名: 千葉大学劉研究室セミナー
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 流れの相互作用によるバネ支持円柱間同期の直接数値計算及びその位相記述の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 中筋真生, 飯間信
  • 学会等名: お茶大非線形セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] A Control Using Unstable Flight in a Flapping Model (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iima
  • 学会等名: Vortex Dynamics, Biofluids and Related Fields
  • 発表場所: Daejong, 韓国
  • 年月日: 20111212-14
• [学会発表] 真性粘菌内流動における蠕動運動の役割について (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 中垣俊之
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Functions generated by the structural change and the associated flow (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iima
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 20110916-18
• [学会発表] 飛翔モデルにおけるはばたき運動制御と不安定飛翔の役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 横山直人, 平井規央, 泉田啓
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110907-09
• [学会発表] 流体力学的同期と生物流体に関する幾つかの話題 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯間信, 中筋真生
  • 学会等名: 生物ロコモーションと同期現象
  • 発表場所: 大沼, 日本
  • 年月日: 20110816-20
• [学会発表] An Analysis of Maneuvourability of Insects Flight using Steady and Unsteady Flights (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iima, Y. Yokoyama, N. Hirai and K. Senda
  • 学会等名: Fourth International Symposium : Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20110718-21
• [学会発表] Transport and mixing of cytosol through the whole body of Physarum Plasmodium (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iima and T. Nakagaki
  • 学会等名: SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
  • 発表場所: Snowbird, USA
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] 昆虫飛翔モデルの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: Mathematical Sciences based on Modeling, Analysis and Simulation Seminar
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-12-21
• [学会発表] 流体力学的相互作用による振動円柱間の同期 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中筋真生, 飯間信
  • 学会等名: 第21回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 西条
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] Unstable flapping state and flapping control in a flight model (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iima
  • 学会等名: CCS Symposium Autumn 2011
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] 微生物の内部流動におけるぜん動運動の役割について (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: 第19回数理分子生命理学セミナー
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] はばたき飛翔における動的渦構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: 広島大学数学教室談話会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] 流れの大域構造の数理解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯間信
  • 学会等名: NLPMコロキウム
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-06-23
• [図書] 「RIMS共同研究『生物流体および関連する問題の研究』 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯間信(編)
  • 総ページ数: 1808
  • 出版者: 数理解析研究所講究録