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(In Japanese)生物の最適形状・最適行動

Research report code R030000344
Posted date Feb 22, 2005
  • (In Japanese)河内 啓二
  • (In Japanese)東京大学先端科学技術研究センター
Research organization
  • (In Japanese)東京大学
Report name (In Japanese)生物の最適形状・最適行動
Technology summary (In Japanese)生物の形状や行動を最適に定めている条件を数値計算によって見つけ出し、従来設計者のひらめきと計算と試行錯誤によって行われていた設計法に指針を与えることを目的とした。その結果、本研究で以下の事を明らかにした。(1)生物の鰭や翼の最適形状や最適運動の研究から、生物の飛行運動や泳ぎを支配する要因が、1)支配的な流体力の成分、2)評価関数、3)制約条件の順に重要となることを示した。(2)サイズに最適な運動メカニズムの知見が定量的に広がった。またこれまで不明であった昆虫サイズの翼型に対して空力データベースを構築し、ネットワークを通して一般に公開できるレベルに形成した。同時に昆虫の翅の微細構造や外骨格構造に対して構造データベースを構築した。(3)新しい最適計算法アルゴリズムの提案とニューラルネットワークによる運動解析法の開発を行った。(4)ルール規範型のモデルを用いて魚の捕食者からの逃避行動の解析を行い、自然界の群の逃避行動が合理的である知見を得るとともに、このような解析法の有効性と可能性を確認した。

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R030000344_01SUM.gif R030000344_02SUM.gif R030000344_03SUM.gif
Research field
  • General
  • Biological function
  • Structural mechanics in general
  • System design and analysis
Published papers related (In Japanese)(1) 河内啓二,昆虫の飛行メカニズム,生物物理第39巻5号,1999.
(2) Inada, Y. and Kawachi, K.: Order and Flexibility in the Motion of Fish Schools, J. of Theo. Biol., in press.
(3) Sunada, S., Kawachi, K. Unsteady forces acting on a two-dimensional wing in plunging and pitching motions, AIAA Journal, 2001.
(4) Liu, H. and Kawachi, K.: Leading-edge Vortices of Flapping and Rotary Insect Wings at Low Reynolds Number, AIAA Journal, in press.
(5) Liu, H. and Kawachi, K.: A Numerical Study of Undulatory Swimming, J. of Comp. Physics, 1999.
Research project
  • Research and Development for Applying Advanced Computational Science and Technology(ACT-JST) ;Life Science (Basic Type)
Information research report
  • (In Japanese)河内 啓二. 生物の最適形状・最適行動. 計算科学技術活用型 特定研究開発推進事業 平成10年度採択基本型 研究開発成果報告会 予稿集 ~計算で、見る・知る・予測する~ 2001. p.23 - 26.