| 研究課題/領域番号 |
26400396
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| 研究機関 | 広島大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
横山 直人 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80512730)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 流れ構造 / 微生物遊泳 |
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| 研究実績の概要 |
微生物遊泳に関しては，昨年度行った，ミドリムシ周囲の流れを集団平均することで得たマクロな挙動の起源を調べるため，鞭毛運動のダイナミクスと引き起こされる流れを具体的に計測した．微分干渉顕微鏡を用いて自由遊泳するミドリムシを高速度撮影し，特徴的な鞭毛運動を抽出，観察した．特に，ミドリムシの方向転換には，特徴的な鞭毛運動を明らかにした．一方で，直進時の鞭毛運動はミドリムシ胴体周りを回転しているように見えるが，想像していた以上に複雑であり，ミドリムシ周囲のマクロな流れの形成へどのように影響しているかはさらなる研究が必要である．昆虫飛翔の解析に関しては流れ構造の自律的な形成過程を研究するため，平板から発生する剥離渦を一つの点渦で置き換える単一渦近似によるモデルを解析した．このモデルでは剥離挙動を含めた剥離渦の循環の強さや位置のダイナミクスを低次元の系として計算可能である．また，剥離渦の収束点及びそこへ至る初期値の集合を図示することが可能である．この手法を活用することで渦構造の自律的な形成過程の頑健性を解析することができると期待出来る．本課題に関しては国際会議における招待講演を2件行い，関連研究者と課題内容に関する議論を行った．また，本課題に関連する研究の現状調査及び研究内容について議論するために関連研究者を招き，「生物流体における運動の諸相」と題する研究集会を企画し，2015年10月26日から28日に京都大学数理解析研究所と共催し，海外研究者を含む多数の参加者に講演していただいた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度得られた微生物流れの集団平均流れと，よりミクロスケールな流れを関係づける計測が成功しつつある．直進運動に関しては鞭毛運動が複雑であるため特徴的な運動の有無を含めた適切なモデル化に至っていないが，方向転換に関して新しいと考えられるモデルの候補を検討中であり，目的である階層的な流れ構造の形成過程をミドリムシ遊泳について解析できると期待できる．昆虫飛翔については近接的な流れ構造を単純なモデルにより表現することで階層的流れ構造の形成を理解しようと試みている．このモデルでは一つの剥離点からの渦構造を一つの点渦で置き換える単純化を行っているが，遠方場での流れへの影響は少ないと考えられる．ただし遠方場の形成過程を理解するには今後連続的な渦放出や渦の剥離挙動の安定性を考慮する必要がある．
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| 今後の研究の推進方策 |
微生物遊泳に関しては数値的にミクロ運動を計算し，集団平均としての流れ構造との関係を明らかにする．昆虫飛翔に関しては渦構造の形成過程を取り込んで遠方場構造を解析する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成26年度に出席予定であった国際会議出席費用を他経費で行い，平成27年度の経費を概ね予定通り使用したため．
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成26年度支出予定分の国際会議出席費用は，平成28年度に中国及びカナダで開催予定の国際会議に出席予定であるのでその費用に当てる．また，平成28年度に必要な備品購入を行う予定である．
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