JAMSTEC > 基幹研究領域 > 数理科学・先端技術研究分野(MAT) > メンバー > 李 根

数理科学・先端技術研究分野(MAT)

研究者紹介

李 根(Gen LI)

photo

ポストドクトラル研究員
国立研究開発法人 海洋研究開発機構
数理科学・先端技術研究分野

〒236-0001 神奈川県横浜市金沢区昭和町 3173-25
ligen_at_jamstec.go.jp


Short CV

工学博士・経済学学士
生物を規範とした人工システムの開発、生物の遊泳流体力学の研究、計算流体力学方法の開発、水中航走体性能の向上

Employment

2015年4月〜2015年7月 千葉大学大学院 工学研究科 特任研究員
2015年7月〜2018年3月 千葉大学大学院 工学研究科 特任助教
2018年4月〜現在 (国)海洋研究開発機構 数理科学・先端技術研究分野(MAT) ポストドクトラル研究員

Education

2004年9月〜2008年6月 中国 上海交通大学
船舶海洋建築工程学院 工学船舶輸送工学分野 卒業
経済学院 経済学分野 卒業
2010年4月〜2012年3月 千葉大学大学院 工学研究科 人工システム科学専攻 
博士前期課程修了
2012年4月〜2015年3月 千葉大学大学院 工学研究科 人工システム科学専攻 
博士後期課程修了

Research Topics

Fish swimming fluid mechanics
To understand the mechanics of fish swimming, we need to know the forces exerted by the fluid and how these forces affect the motion of the fish. To elucidate the hydrodynamic mechanisms behind the highly non-linear and complicated nature in fish swimming hydrodynamics, I have developed an integrated three-dimensional (3D)computational approach of hydrodynamics and body dynamics that couples the Navier-Stokes (NS) equations with the equations of undulating body motion. By using both experimental and computational approaches, hidden relationships between fluid dynamic phenomenon and fish swimming skills are reveled.
Fish swimming optimization Strategy
By pragmatically exploring how body wave frequency and amplitude affect swimming performance and comparing with experimental observation. My research indicate that fish swimming strategy is NOT optimized for highest propulsive efficiency (thrust×speed÷ power), instead, fish adjust their body kinematics to optimize towards minimum transport cost (power÷speed) at particular speed. This novel philosophy may redirect all future researches on fish swimming and swimming robot.
生物遊泳に学ぶ生物規範型遊泳ロボット
磁場を用いた制御システムを伴う生物規範型小型遊泳ロボットの開発と,「流体力学」,「構造力学」並びに「動力学」の統合解析ソルバの開発を行う.さらに,これらの実験・数値計算の結果を用いて, 1)波動的な遊泳において推進効率の最大化は単位距離内の運動エネルギーの消費を増加させる可能性があること,2)磁場制御型遊泳ロボットの運動エネルギーの最適化手法並びにこの最適化システムを伴う遊泳ロボットの性能評価を示す.
鮫肌表面微細構造の多様な幾何学特徴の流体力学効果
サメは4億年の進化を経て、高い遊泳効率を獲得してきた.その特徴の一つは鱗の微細構造にある.従来の多くの研究は、鮫肌の表面流れ方向に沿った微細な溝(リブレット)が流体抵抗軽減の主な要素で、生物規範工学においてもリブレットのみの再現に着目されていた.しかし、サメの鱗の構造は非常に複雑であり、リブレット以外にも多数の幾何学特徴を有している.それらの幾何学特徴がもたらす流体力学的効果はいまだ解明されていない.従って、鮫肌のリブレット以外の幾何学特徴の流体抵抗軽減効果を見落としていた可能性が多いに考えられる.本研究では、スケールアップ実験と高精度な数値計算を用いて、サメの鱗の微細構造の多数の幾何学特徴を組み合わせ、表面の境界層制御と抵抗を軽減させる流体力学の原理を解き明かす.この後、表面の抵抗の軽減という機能が保たれた上で、その複雑な表面構造をどこまで簡素化できるかを検討し、加工性の観点から低コストな製品の製造方法を模索し、産業化へ向けた設計指針の導出を行う.

Publications

Representitive Original Publications

  • Gen Li, Ulrike K. Müller, Johan L. van Leeuwen and Hao Liu. "Fish larvae exploit edge vortices along their dorsal and ventral fin folds to propel themselves". Journal of the Royal Society Interface 13 (116), 20160068.
  • Gen Li, Ulrike K. Müller, Johan L. van Leeuwen and Hao Liu. "Escape trajectories are deflected when fish larvae intercept their own C-start wake". Journal of the Royal Society Interface. 11: 20140848.
  • Gen Li, Ulrike K. Müller, Johan L. van Leeuwen and Hao Liu. "Body dynamics and hydrodynamics of swimming fish larvae: a computational study". Journal of Experimental Biology. Vol. 215, pp. 4015-4033.

Other Publications

  • 国際誌に載った論文8編(査読有)
  • 国際会議口頭発表15編(査読有)
  • 国際会議ポスター発表2編(査読有)
  • 国内会議口頭発表4編(査読有)
  • 国際招待講演5編
  • 特許 3編