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種によって異なる蝶の翅形状とその飛翔特性の解明

阐明不同种类蝴蝶的翅膀形状和飞行特性

基本信息

批准号：
21K03969
负责人：
藤川太郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Denki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

初年度から継続して，蝶の飛翔運動解析と数値流体シミュレーション解析，小型はばたきロボットの開発を行った.蝶の飛翔運動解析では，引き続き東京都の足立区生物園にご協力いただき，複数種の蝶の飛翔の様子を高速度カメラを用いて撮影した．そのうち，アゲハチョウ科のナミアゲハ，タテハチョウ科のオオゴマダラおよびシロチョウ科のツマベニチョウについて3次元運動解析を行った結果，水平飛翔時のフラッピング周波数は，それぞれ11Hz，7Hz，9Hzほどであり，そのときのフラッピング角の範囲はそれぞれ，60degから-30deg程度，60degから-30deg程度，80degから-60deg程度であることがわかった．先行研究より，アゲハチョウの飛び立ち時のフラッピング角が80degから-60deg程度であったことから，アゲハチョウについては水平飛翔時にはその角度をやや小さくしていることが明らかになった．また，翅サイズがより大きなオオゴマダラはフラッピング周波数が低く，同程度の翅サイズであるアゲハチョウとツマベニチョウでは，ツマベニチョウの方がフラッピング周波数が低い結果となった．この要因の1つが後翅形状の違いにあることが示唆された．次に，複数種の蝶の翅形状を3次元モデル化し，数値流体シミュレーション解析によりそれぞれの空力特性を求めた．その結果，どの種も迎角10deg程度が最も揚抗比が高いことがわかった．また，翼弦長が長い翅形状ほど，揚抗比が高くなる傾向にあることも明らかになった．以上の翅形状による飛翔特性の違いを検証するため，初年度に開発した機体を基に，飛行実験を行うための小型はばたきロボットを開発した．小型のリチウムイオン二次電池を搭載し，モータ駆動により10Hz程度のフラッピング運動が可能である．翼幅長は200mm，質量は2g以下で製作し，10m以上の飛行を可能としている．

At the beginning of the year, the analysis of the flight movement of the butterfly, the analysis of the number of fluid circulation, and the analysis of the operation of the small-scale vehicle. The analysis of the flight movement of the butterfly, the introduction of the coordination and coordination of biological activities in the capital of Beijing, and the replication of several kinds of butterflies. The high-speed transmission of high-speed aircrafts is based on the summary of the shadow. the equipment is used for the analysis of high-speed aircraft. the results of the analysis of the high-speed transmission of high-speed aircrafts are as follows. During horizontal flight, the number of cycles is measured at 11hz, 9Hz at 9Hz, 60deg at-30deg, 60deg at-30deg, and 80deg at-60deg. The first step is to study the number of cycles. The first step is to do research, and to do the study in advance. During a horizontal flight, the angle of the signal is very low, the angle is small, the signal is clear, the wing is low, the number of waves is low, and the same degree is the same. The number of cycle waves is low, and the results show that it is instigated by the shape of the rear wing. For the second time, several butterfly wing shapes are copied for three times, and the aerodynamic characteristics of several butterfly wings are analyzed. The angle of attack of the radar is the most stable, the angle of attack, the angle of attack. It is possible that the wingspan is long 200mm, the size of the wingspan is less than 2g, and the size of the wingspan is less than 2g, while that of the bank above 10m may be affected.