人流動複雑系の知能流体力学・運動論的展開によるアプローチ

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本年度は,人の動きを各地で取材して,動きのパターンを区分し,最適な解析手法について検討した.取材は,大宮駅改札前,および東京都,新宿交差点付近を対象にしている.取材の結果は,個別の対象物体の動きに変化が大きく,動画像解析においては,集団運動の解析は,非常に困難で,物体個別の解析が必要であることが明らかとなった.これとは,並行して,人の流れのモデル化をより一般的に調べるため,魚の動きを捉えて,その座標位置の時間的変化から,数密度,速度の時間的変動を調べた.魚としてはメダカを取り上げ,メダカの光に対する逆光性と個々のメダカの位置取りが平面的であることを利用して,二次元の生物流の観察を行なった.実験に際しては,既存の大型水槽を改良して,中央流路が狭くなっている流路を用い,一方から,他方へ移動する群れの様子を,ビデオカメラで撮影し,これをPC上で解析した.運動解析は,各時刻のメダカの重心位置をトレースする方法を用いた.解析の結果,メダカの運動は,かなり変動が大きいものの,流路が狭まると,速度が減少し,密度が増加する傾向が見られた.これは,通常,言われているように,生物の流れが基本的には超音速流れに類似していることを示している.しかしながら,狭まり部から先の運動に関しては,必ずしも超音速流れとの類似点は見られなかった.以上より,運動力学上の重要なデータが得られた.更に,数値シミュレーションでは,単純な粒子運動モデルを作成し,粒子分子ポテンシャルと,運動ポテンシャルを与えて,シミュレーションを行ない,単一流路幅での運動で,ランダムウォークを示すシミュレーション結果が得られ,シミュレーションの基本スキームを確立した.