高精度行動解析と流体力学モデルによるウミスズメ類の海中適応の研究

利用高精度行为分析和水动力模型研究海鳗的水下适应

• 批准号: 14J05363
• 负责人: 菊地 デイル万次郎
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: National Institute of Polar Research (2015)The Graduate University for Advanced Studies (2014)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J05363/
• 关键词: 海鳥; 飛行; 遊泳; バイオメカニクス; バイオロギング; ウミスズメ科

平成27年度は研究成果を学位論文にまとめた。7-8月に米国St. George島で海鳥調査を実施し、行動データを取得した。10月にPDに資格変更し、オックスフォード大学で行動データの解析に取り組んだ。【学位論文の概要】空気と水の密度は800倍異なるため、飛行と遊泳は力学的制約の異なる運動である。それにもかかわらず、ウミスズメ類など一部の鳥類は羽ばたいて飛んで泳ぐことができる。本論文ではウミスズメ科ウトウ（Cerorhinca monocerata）を研究対象とし、空中と水中を移動するうえで重要と考えられる羽ばたき運動に着目し、その力学的側面を研究した。ウトウに加速度とGPSロガーをウトウに装着することで、羽ばたき頻度、飛行・遊泳速度を計測し、ビデオ映像から翼の振り幅を計測した。その結果、ウトウは飛行では翼を広げ高頻度で羽ばたき、遊泳では翼を縮め低頻度で羽ばたくことがわかった。飛行と遊泳で羽ばたき運動が異なることが、推進にどのように貢献しているのかを調べるために推進効率の指標となるストローハル数という無次元数を計算した。ストローハル数（St）は、St = f A / Uと定義される。 fは羽ばたき頻度（Hz）、Aは翼の振り幅（m: 翼先端の振幅）、Uは前進速度（m s-1）をあらわす。ストローハル数が0.2-0.4の範囲に収まる時は羽ばたきの推進効率が高くなることが知られている。ウトウのストローハル数を計算すると、飛行（0.23）と遊泳（0.36）ともに推進効率が高くなる範囲で羽ばたいていることがわかった。このことから、ウトウ以外のウミスズメ類も飛行と遊泳で推進効率が高くなるストローハル数で羽ばたいていることが示唆される。また、飛行と遊泳で羽ばたき頻度や翼の形状を変える行動は、飛行に特化した鳥類が水中に適応する移行段階で、飛行と遊泳を両立するための行動の1つと考えられた。

The degree of "Research achievements" in Pingcheng in 27. During the period from July to August, St. George of the United States was invited to conduct a series of activities and activities in order to obtain financial support. In October, the PD information will be updated, and the activities of the university will be analyzed, and the data will be collected. [summary of degree and thesis] the density of the air pump is 800 times higher than that of the aircraft. the mechanical properties of the swimming machine are controlled and operated. There is a lot of information about how to swim and swim in the same way. This paper focuses on the study of the movement of vehicles in the air and water in the air and the importance of the study of the movement of vehicles in the air and water in this paper. The purpose of this paper is to study the importance of the movement of vehicles in the air and water in the air and the study of mechanics in the air. The acceleration of GPS, the speed of swimming, the amplitude of wing vibration, the speed of swimming, the speed of swimming and the amplitude of wing vibration. The results show that the wings are high, the wings are high, the wings are low, and the wings are low. The rate of promotion refers to the calculation of the number of non-dimensional figures. The number of dollars (St) is defined by St = f A

项目成果

Instantaneous acceleration vector in wing-propelled alcid during flight and swimming

飞行和游泳期间机翼推进的酸的瞬时加速度矢量

• 发表时间: 2014
• 作者: Dale M. Kikuchi;Takuji Noda;Yutaka Watanuki;Akinori Takahashi and Yuuki Y. Watanabe
• 通讯作者: Akinori Takahashi and Yuuki Y. Watanabe

Strouhal number for flying and swimming in rhinoceros auklets Cerorhinca monocerata

犀牛海雀飞行和游泳的斯特劳哈尔数 Cerorhinca monocerata

• DOI: 10.1111/jav.00642
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of Avian Biology
• 影响因子: 1.7
• 作者: Dale M. Kikuchi ;Yutaka Watanuki ;Nobuhiko Sato ;Kenji Hoshina ;Akinori Takahashi and Yuuki Y. Watanabe
• 通讯作者: Akinori Takahashi and Yuuki Y. Watanabe

Fluid dynamics of flight and swimming in alcid

酸性中飞行和游泳的流体动力学

• 发表时间: 2014
• 作者: Dale M. Kikuchi;Takuji Noda;Yutaka Watanuki;Akinori Takahashi and Yuuki Y. Watanabe;Dale M. Kikuchi and Yuuki Watanabe
• 通讯作者: Dale M. Kikuchi and Yuuki Watanabe

オックスフォード大学(英国)

牛津大学（英国）