乱流環境での生物飛行安定性に関して風洞実験やシミュレーションを用いて研究する

利用风洞实验和模拟研究湍流环境中的生物飞行稳定性

• 批准号: 15F15718
• 负责人: 劉 浩
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-07-29 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15718/
• 关键词: マルハナバチ; 乱流; 飛行制御; ロール運動; 機動性

本研究では、風向や強さが頻繁に変化する乱流環境下における昆虫自由飛行の安定性や機動性の原理を、風洞実験及び計算流体力学シミュレーションを融合して、統合的に解明することを目指す。主に下記のような研究成果が得られた。(1) マルハナバチ自由飛行可能なアリーナを構築し、乱流飛行中におけるマルハナバチの羽ばたき運動や胴体姿勢変化の高速度カメラ撮影や運動解析、大規模DNSシミュレーション、胴体ダイナミクス解析や飛行安定性モデルの導入を実施した結果、マルハナバチの飛行制御における胴体ロール運動による受動的メカニズムを突き止めた。この成果は、昆虫飛行制御の解明だけではなく、超小型飛行ロボットやドローンへの斬新な制御則指針の創出も期待される。第一報として、Nature Scientific Reportに投稿した。JSPS期間終了６月３日までに、蓄積したデータを処理・解析し、更に高インパクトジャーナルへの投稿（２編）準備中である。(2) 障害物特別コースの設置されたアリーナをマルハナバチが飛行する際に、高速度カメラにより場滝よくの運動や胴体の姿勢角及び軌跡を撮影し、データマイニング技術を駆使して昆虫飛行の機動性を調べた結果、マルハナバチは上下のピッチング運動より、ロール運動による横すべりを多用していることが分かった。この成果についても、もう１編高インパクトジャーナルの論文を執筆中である。

This study aims to provide insights into the integration of wind tunnel theory and computational fluid dynamics into the stability and mobility of insects in turbulent environments with varying wind speeds and intensities. The main research results are recorded below. (1)Free flight is possible, turbulence flight is possible, carcass posture is changed, high speed is changed, motion analysis, large-scale DNS is performed, carcass posture is changed, flight stability is introduced, flight control is performed, carcass posture is changed, dynamic is changed, motion analysis is performed, large-scale DNS is performed, carcass posture is changed, flight stability is introduced, flight control is performed, carcass posture is changed, and dynamic is performed. The results of this research are expected to be useful for the development of insect flight control systems. First report, Nature Scientific Report JSPS Period Ends June 3, 2016. (2)Insect flight mobility can be adjusted by setting up a special pest control system, such as a high-speed vehicle control system, a field control system, a carcass posture angle and a trajectory control system, and a high-speed vehicle control system. The results of this paper are in the process of writing.

项目成果

“Multi modal sensory integration in honeybees

“蜜蜂的多模态感觉整合

• 发表时间: 2015
• 作者: Ravi;S.;Garcia;J.E;Wang;C.H. and Dyer;A.G.,
• 通讯作者: A.G.,

Dynamics of Hummingbirds Flying in Highly Turbulent Winds

蜂鸟在强风中飞行的动力学

• 发表时间: 2015
• 作者: Sridhar Ravi;Nicolai Kanow;Ryusueke Noda;Combes Stacey and Hao Liu
• 通讯作者: Combes Stacey and Hao Liu

Hummingbird flight mechanics in quasi-steady aerial

准稳定空中的蜂鸟飞行力学

• 发表时间: 2016
• 作者: Ravi;S.;Kolomenskiy;D.;Noda;R.;Liu;H
• 通讯作者: H

Novel flight control strategy of bumblebees flying in unsteady winds

熊蜂在不稳定风中飞行的新颖飞行控制策略

• 发表时间: 2016
• 作者: Kolomenskiy;D.;Ravi;S.;Noda;R.;Liu;H.,
• 通讯作者: H.,