ISSN 1880-2818

数理解析研究所講究録 1900

RIMS 共同研究

生物流体力学における流れ構造の解析と役割

京都大学数理解析研究所
2014 年 6 月

数理解析研究所講究録は，京都大学数理解析研究所の共同利用研究集会および共同研究の記録として 1964 年に刊行が開始されました．現在の共同利用共同研究拠点(2010 年発足) の前身である，全国共同利用研究所として当研究所が発足した翌年のことでしたが，以来半世紀，毎年数十巻を刊行し，2012 年には第 1800 巻が刊行されるに至りました．第 1 巻から第 1840 巻までに収録された論文数は 26,808 編，総頁数は 317,199 頁という膨大なものであり，最先端の数学数理科学分野の研究状況を伝えるのみならず，我が国の数学数理科学の発展の歴史を留める文献として，他に類例を見ない論文集となっています．

講究録の内容は当研究所のウェブサイトおよび京都大学の学術情報リポジトリにおいても公開され，年間の総アクセス数は 1254,383 回 (2012 年度) を数えるなど，多数の方にご利用いただいています．

講究録の使用言語は論文著者の判断に任されていますが結果的に日本語が多用されていることが特徴の一つとなっています．その結果，講究録は，数学数理科学の広い領域における最先端の専門知識に母国語でアクセスできるものとして，近年の英語化の流れの中で，重要な文献となりつつあります．

当研究所の共同利用事業に参加し講究録の論文を執筆していただいた多数の方々に対し，講究録を大きく成長させていただいたことを深く感謝いたしますとともに，これからも，当研究所の共同利用共同研究拠点としての活動にご参加いただき，講究録の発展にご協力いただけますよう心よりお願い申し上げます．

RIMS K\^okyuroku 1900

Role of the flow structure and its analysis
in bio-fluid mechanics and related problems
November 11$\sim$13, 2013

edited by Makoto IimaJune, 2014

Research Institute for Mathematical Sciences
Kyoto University, Kyoto, Japan
This is a report of research done at the Research Institute for MathematicalSciences, Kyoto University. The papers contained herein are in final form
and will not be submitted for publication elsewhere.

生物流体力学における流れ構造の解析と役割

Role of the flow structure and its analysis in bio-fluid mechanics and related problems

RIMS 共同研究報告集
2013 年 11 月 11 日 〜11 月 13 日
研究代表者

1.

飯間信 (Makoto Iima)目

次$———————-1$

トンボの自由飛翔における前翅と後翅の位相差の役割
京大工学 (Kyoto$U$.)

慶輔 (Keisuke Minami)

南稲室〃

隆二 (Takaji Inamuro)

2. 二次元多重連結領域内における構造安定な非圧縮流れの文字列表現アルゴリズム11$———–$

京大理学 (Kyoto $U$ .)/JST

坂上貴之 (Takashi Sakajo)

京都教育大 (Kyoto U. Edu.)/JST

横山知郎 (Tomoo Yokoyama)

名大工学 (Nagoya

澤村陽一 (Yoichi Sawamura)$U$.)/JST

3. 生物の飛翔遊泳時に発生する渦とその反作用の力 -26
工学院大工 (Kogakuin $U$ .)伊藤慎一郎 (Shinichiro Ito)

4. 蝶を模した 3 次元羽ばたき翼モデルによる自由飛翔とピッチング安定性
京大工学 (Kyoto$U$.)〃

5. 蝶の羽ばたき飛翔の縦方向運動の時間スケール—-

鈴木康祐 (Kosuke Suzuki)

稲室隆二 (Takaji Inamuro)48—

京大工学 (Kyoto $U$ .)横山直人 (Naoto Yokoyama)

広島大理学 (Hiroshima $U$ .)飯間信 (Makoto Iima)

京大工学 (Kyoto.)

泉田啓 (Kei Senda)

大阪府大生命環境科学 (Osaka Pref $U$ .)平井規央 (Norio Hirai)

$U$

37

6. Scaling of Dynamic Soaring Flight in Procellariiformes Seabirds $———————–52$
東大大気海洋研 (U. Tokyo)〃

米原善成 (Yoshinari Yonehara)佐藤克文 (Katsufumi Sato)

7. Ordered structure in pigeon flocks -analysis of GPS trajectory data
大阪府大工学 (Osaka Pref. U.)

東北大教育情報基盤センター (Tohoku$- 1 -$

右衛門佐$U$-$—————-56$

誠 (Makoto Yomosa)

水口毅 (Tsuyoshi Mizuguchi).) 早川美徳 (Yoshinori Hayakawa)

$——63$8. 動物の GPS データと方向統計学
統数研 (Inst. Statis. Math.)

健一郎 (Ichiro Ken Shimatani)

島谷

9. 羽ばたく蝶の実験とパネル法モデルに基づく制御の検討 $————————–68$
京大工学 (Kyoto$U$.)

泉田啓 (Kei Senda)

李承珪 (Seunggyu Lee)〃山本

啓貴 (Hiroki Yamamoto)〃横山直人 (Naoto Yokoyama)

10. ミドリムシ生物対流の局在構造ダイナミクスの解析 $——————————–76$
広島大理学 (Hiroshima$U$.)

江梨花 (Erika Shoji)

庄司’/

泉俊輔 (Shunsuke Izumi)’/

西森拓 (Hikaru Nishimori)’/

粟津暁紀 (Akinori Awazu)’

飯間信 (Makoto Iima)$\prime$11. 微生物の走光性にともなう局在対流パターンの光応答性 $————————–85$
明治大先端数理科学 (Meiji .)末松 . 信彦$U$$J$(Nobuhiko J. Suematsu)

12. 細胞スケールから解き明かす生物流れ
東北大工学 (Tohoku$U$$———————-91$)

石川拓司 (Takuji Ishikawa)

13. 動物のからだの左右を決める回転繊毛間の流体相互作用$————————–97$

早大理工学 (Waseda$U$.)

高松敦子 (Atsuko Takamatsu)

東北大工学 (Tohoku$U$.)石川拓司 (Takuji Ishikawa).)

篠原恭介 (Kyosuke Shinohara)

濱田博司 (Hiroshi Hamada)

阪大生命機能 (Osaka$U$〃

14. 回流水槽を用いたルアーの計測 $————————————————-105$
東京電機大工 (Tokyo Denki $U$ .)高橋直也 (Naoya Takahashi)’/

関口航 (Wataru Sekiguchi)’/

谷越脩生 (Syusei Tanikoshi)’/

高水祐輔 (Yusuke Takamizu)

理研 (RIKEN)

野田茂穂 (Shigeho Noda)’/

姫野龍太郎 (Ryutaro Himeno)$- 11 -$

15. 魚群のダイナミクスと情報伝達$———————————————————–110$

京大人間環境学 (Kyoto $U$ .)阪上雅昭 (Masa-aki Sakagami)’/

寺山

慧 (Kei Terayama)’/

炭谷竜太 (Ryuta Sumiya)

16. メゾスケール生物流体乱流の特性
京大理学 (Kyoto $U$ .)118$————————$

松本剛 (Takeshi Matsumoto)17. ヒラムシに見る柔構造と渦構造の相互作用による効率的な遊泳メカニズム
広島大理学 (Hiroshima $U$ .)/JST

風間俊哉 (Toshiya Kazama)

広島大理学 (Hiroshima $U$ .)飯間信 (Makoto Iima)

小林亮 ( $Ryo$ Kobayashi)〃

18. 魚群遊泳運動の流体力学的特性の数値シミュレーション研究
東北大情報科学 (Tohoku$U$

東北大流体科学研 (Tohoku.)

矢田貝

$U$.)

服部

$—120$$—————–128$

弦 (Yuzuru Yatagai)
裕司 (Yuji Hattori)

19. Fluid-structure interaction analysis using fixed-grid methods forbiomedical applications$————————————————————–133$

Rensselaer Polytech. Inst.

Lucy Zhang

阪大工学 (Osaka $U$ .)竹内伸太郎 (Shintaro Takeuchi)

20. 精子の遊泳と境界の相互作用
京大数理研 (Kyoto$U$145.)石本$- \ddot{\dot{m}}$健太 (Kenta Ishimoto)講究録$K\hat{o}1_{W}\hat{u}\iota oku$

RIMS

$K\hat{0}ky\hat{u}1\mathfrak{v}ku$

was started in 1964 as the prooeedings of symposia, colloquia andworkshops supported by RIMS, the Research Institute $fOr$ Mathematical Sciences, Kyoto

University It was the next year of the establ\’ishment of RIMS as one of the nationwide

Cooperative Research Centers, the preceding system of the current Joint Usage/ResearchCenters that started in 2010. For half a century since then, about 50 to 60 volumes have been
issued each year, and the 1, $800th$ volume was issued in 2012. The volumes offrom$K\hat{o}W\hat{m}kv$

the lst through the 1, $840th$, containing enormous 26,808 articles and 317, 199 pages, not only

deliver the latest research activities in mathematics and mathematical sciences but
valuable and incomparableof articles that pass down history of progressof mathematics and mathematical science in Japan$aI\infty$$\infty nsCitute$$\infty 1le\alpha ions$Articles inare available on the websites of RIMS and Kyoto University ResearchInformation Repository They are very frequently accessed on the internet, with a total of as
many as 1,254,383 accesses in 2012.
$K\hat{o}b\hat{u}mku$

The authors choose the languages to write articles, and many are written in Japanese, which
is one of the characteristics of. As a result, K\^oky\^uroku is regarded as a significant
and important literature which allows easy access to the latest speciahzed knowledge in the$K\hat{o}br\hat{u}roku$

large fields of mathematics and mathematical sciences written in native language $f0r$ Japanesereaders, while more and more research papers are being written in English in recent years.

We are deeply grateful to many of those who have participated in cooperative research
activities of RIMS and greatly developed
your ntinuous. We heartily ask
participation in research activities at RIMS as a Joint Usage Research Center and your warm
$K\hat{o}ky\hat{u}\iota \mathfrak{v}ku$

support and cooperation $fOr$ the fruitful development$ofK\hat{0}br\hat{u}\iota \mathfrak{v}ku.$$fOr$$\infty$