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 focused on the stability and maneuverability of insects flying freely in a turbulent environment with strong wind direction and frequent changes. The integration of theory, wind tunnel construction, and computational fluid dynamics and computational fluid dynamics, and the integrated interpretation of the technology are the key points of the project. The author writes down the results of his research. (1) Malino Free Flight Possible Nairobi Constructed, Turbulent Flight Possible Mariuna High-speed camera photography, motion analysis, and large-scale DNS control of the feather movement and body posture changesレーション、Carcass ダイナミクスanalytic やFlight stability モデルの Import を実时したresults, マルThe ハナバチの flying control におけるbody ロール movement による is affected by the メカニズムをきstop めた.このachievementは, Insect flight control の明だけではなく, Ultra-small flying ロボットやドローンへの新なcontrolled control pointer のcreation もExpectation される. He contributed to the First Report and Nature Scientific Report. The JSPS period ends on June 3rd. Submission of articles (Part 2) of the accumulated data, processing and analysis, and high quality data are in preparation. (2) Obstacle special setting, high speed, high speedカメラにより场滝よくの Movement やCarcass の POSTURE ANGLE AND TRAIL を PICTURE し、データマイニングTechnologyを槆makes the maneuverability of insects fly and adjusts the results,マルハナバチはup and downのピッチング体育より,ロール体育によるlateral すべりを多用していることが分かった. The results of the project are written by the author and the paper written by the high-ranking author and the author of the paper.

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.,