研究者紹介
李 根（Gen LI）
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・先端技術研究開発センター
〒236-0001 神奈川県横浜市金沢区昭和町 3173-25
ligen
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.