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真核生物の鞭毛運動による推進力発生メカニズムの力学的考察

真核生物鞭毛运动产生推进力机制的机械思考

基本信息

批准号：
21651065
负责人：
山本吉範
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tsuyama National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21651065/
关键词：
マイクロメカニクスナノ・マイクロロボット

项目摘要

本年度は(1)弾性体を用いた力学モデルの設定とその解析を実施する.(2)水槽実験を行い流速実験データを取得する.(1)について,円板に細い弾性棒を装着し,粘性流体中で細い弾性棒を往復運動させる力学モデルを設定した.このモデルに境界条件を課し,その条件を満足する固有値・境界値問題を理論的に解析して,固有値に対応する細い弾性棒の固有関数を得ることが出来た.この結果は直ちに2011年2月6日に計測自動制御学会中国支部津山地区計測研究会で共同研究学生と共に発表した.(2)の水槽実験については,機械構造用炭素鋼鋼材(丸棒)を薄くスライスして回転円板を作成した.この円板はステッピングモータで往復運動させて振らせるが,そのための制御システムを構築した.円板の円周上に直径1mmの穴を開け,そこに長さ60mmで直径1mmの細い数種類の弾性棒(ベリリウム銅,ばね用ステンレス,ばね鋼鋼線,ピアノ線,硬鋼線)を差し込み,鞭毛と見立てた.この振動システムをアクリル製の水槽上に設置し,水槽には水を満水状態にして,水槽内底部に流速計を設置した.以上の実験装置において,鞭毛部を往復運動させて,それによる鉛直下向の流速を流速計で測定して実験データを取得した.また,高速度カメラ(借用物品)を用いて水槽内の鞭毛運動を観察し,鞭毛の鞭毛先端の傾き角と発生流速との関係を明らかにした.また,流速データから運動理論を用いて推進力を求めた.これらの成果は専攻科生(池内雄大)の特別研究報告書としてまとめた.

This year, the analysis of the mechanical properties of (1) the physical properties of (2) the mechanical properties of (3) the physical properties of (4) the physical properties of (5) the physical properties of (4) the physical properties of (5) the physical properties of (5) the physical properties of (6) the physical properties of (5) the physical properties of (6) the physical properties of (7) the physical properties of (7) the physical properties of (8) the physical properties of (8) the physical properties of (9) the physical properties (9) the physical properties of (9) the physical properties of (9) (2)Water tank flow rate (1)In this case, the thin rod is installed in the plate, and the thin rod reciprocates in the viscous fluid. The boundary conditions of the problem are sufficient to determine the intrinsic value of the boundary problem. February 6, 2011 Joint Research Students of Jinshan Area Research Institute, China Branch of Measurement and Automation Society (2)Carbon steel for mechanical structure (shot bar) is made of thin steel plate. The board is moving back and forth. A hole with a diameter of 1mm is opened on the circumference of the cover plate, and this hole is 60mm long and 1mm in diameter. There are several types of thin sex rods (e.g. copper, steel, steel, wire, hard steel), and the flagella is visible. The vibration mode is controlled by setting the flow meter at the top of the tank, setting the flow meter at the bottom of the tank, and setting the flow meter at the bottom of the tank. The above device is used to measure the vertical downward velocity of the flagella. The relationship between flagellum tip tilt angle and flow rate is clearly observed. The velocity of flow is determined by the theory of motion. Special Research Report on the Achievements of the Scientific and Technological Research Institute (Ikeuchi Yudai)