X線可視化計測と超並列数値流体計算の融合による鳥呼吸器内流体制御機構の統合的解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26702012
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 中村 匡徳 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20448046)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 鳥類 / 呼吸

Outline of Annual Research Achievements

鳥類は，哺乳類とは異なる肺構造を有し，高効率な呼吸を可能としている．本研究では鳥類の呼吸器内における流体制御機構の解明に挑む．具体的には，CTを用い鳥の気管支樹の構造を詳細に計測し，超並列数値流体計算により鳥呼吸器内の流れを調べる．また，実際の鳥に対してX線透過可視化を用い，安静と運動条件下での分岐部での流れ方向や気嚢の挙動の違いを明らかにする．さらに，ウズラやダチョウなど行動様態の異なる鳥について呼吸器内流れを調べ，行動様態による呼吸システムの違いについて評価する．以上により，鳥類の呼吸器内における流体制御機構に学ぶ高効率物質輸送・交換機構の構築を目指すとともに，力学的な知見を生物分類学もたらす

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度に予定していた鳥呼吸器内気管支形状はＣＴにより撮影が完了した。また、気嚢の変形挙動を示す力学モデルの構築もできた。さらに、集中定数回路による鳥呼吸器表現およびＧＰＵによる流体計算用プログラムも完成した。

Strategy for Future Research Activity

作製したＧＰＵ計算コードを用いて鳥呼吸器内気流について計算する。

Causes of Carryover

予定していた鳥呼吸器の可視化実験を行うことができず、一部の実験を来年度にまわしたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

鳥呼吸器の可視化実験を行うための実験機器の購入ならびに実験を行うための費用として使用する。