• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Large scale molecular simulations for multi-scale dynamics in glass forming liquids

Research Project

Project/Area Number 26400428
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
Research InstitutionOsaka University (2016)
Niigata University (2014-2015)

Principal Investigator

KIM Kang  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 芝 隼人  東北大学, 金属材料研究所, 特任助教 (20549563)
Research Collaborator KAWASAKi Takeshi  
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 / ボンド切断法 / 熱振動 / 4点相関関数
Outline of Final Research Achievements

A glassy system lacks the crystalline order and endows the random structure. Structural correlations cannot represent the dimensionality dependence. We need to examine dynamical aspects to clarify the dimensionality dependence. We demonstrated that fluctuation is dependent on the spatial dimensions, but the modality of inherent structural relaxation is similar between 2D and 3D. From large-scale molecular simulations, we clarified enhancement of 2D fluctuation taking place due to a mechanism similar to Mermin-Wagner theorem by direct calculation of the Debye-asymptote of the vibrational density of states. This also accounts for enhanced fluctuation recently observed in 2D systems. It leads to system-size dependent of the relaxation time and dynamic correlation length in the 2D system in terms of the density correlation functions. However, such size dependence is eliminated by introduction of an alternative correlator that characterizes relative rearrangement motions of the particles.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (45 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (40 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Lane formation dynamics of oppositely self-driven binary particles: Effects of density and finite system size2017

    • Author(s)
      Kosuke Ikeda, Kang Kim
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 86 Issue: 4 Pages: 044004-044004

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.044004

    • NAID

      210000134331

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Unveiling Dimensionality Dependence of Glassy Dynamics: 2D Infinite Fluctuation Eclipses Inherent Structural Relaxation2016

    • Author(s)
      Hayato Shiba, Yasunori Yamada, Takeshi Kawasaki, Kang Kim
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 117 Issue: 24 Pages: 245701-245701

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.245701

    • NAID

      130006710842

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Tuning Pairwise Potential Can Control the Fragility of Glass-Forming Liquids: From Tetrahedral Network to Isotropic Soft Sphere Models2016

    • Author(s)
      Misaki Ozawa, Kang Kim, Kunimasa Miyazaki
    • Journal Title

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      Volume: 2016 Issue: 7 Pages: 074002-074002

    • DOI

      10.1088/1742-5468/2016/07/074002

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dynamics in a tetrahedral network glassformer : Vibrations, network rearrangements, and diffusion2014

    • Author(s)
      川崎猛史, 金鋼, 小貫明
    • Journal Title

      Journal of Chemical Physics

      Volume: 140 Issue: 18 Pages: 184502-184502

    • DOI

      10.1063/1.4873346

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Unveiling Dimensionality Dependence of Glassy Dynamics: 2D Infinite Fluctuation Eclipses Inherent Structural Relaxation2017

    • Author(s)
      Hayato Shiba, Yasunori Yamada, Takeshi Kawasaki, Kang Kim
    • Organizer
      International workshop on Glasses and Related Nonequilibrium Systems
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・大阪市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of time-scales that support violation or preservation of Stokes-Einstein relation in supercooled water2017

    • Author(s)
      Takeshi Kawasaki, Kang Kim
    • Organizer
      International workshop on Glasses and Related Nonequilibrium Systems
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・大阪市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Controlling fragility in an isotropic short-ranged pairwise potential: From network- to packing-type liquids2017

    • Author(s)
      Misaki Ozawa, Kang Kim, Kunimasa Miyazaki
    • Organizer
      International workshop on Glasses and Related Nonequilibrium Systems
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・大阪市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 過冷却水における水素結合ネットワークダイナミクス2017

    • Author(s)
      菊辻卓真, 金鋼, 松林伸幸
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ガラス動力学におけるゆらぎの次元依存性の解明:2次元系における無限Mermin-Wagnerゆらぎと固有緩和の分離2017

    • Author(s)
      芝隼人, 山田泰徳, 川崎猛史, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] social forceモデルによる自己駆動系のレーン形成現象:レーン幾何構造の詳細な解析2017

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ガラス転移の遅いダイナミクス:分子動力学シミュレーションによる解析2016

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      第20回分子シミュレーション夏の学校
    • Place of Presentation
      立山国際ホテル(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2016-09-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] core-softenedポテンシャルにおける液液転移:構造、熱力学および動力学の異常性2016

    • Author(s)
      樋口沙希, 淡路大輔, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 非平衡自己駆動系における無秩序-レーン形成転移のシステムサイズ依存性2016

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 対向する自己駆動系におけるレーン形成とその動的な転移の解明2016

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会新潟支部第45回例会
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟県・新潟市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 対向する自己駆動粒子系におけるレーン形成とその動的な転移の解明2016

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      第22回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府・京都市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 対向する自己駆動粒子系におけるレーン形成とその動的な転移の解明2016

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      第30回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Lane formation dynamics of non-equilibrium self-driven particles2016

    • Author(s)
      Kosuke Ikeda, Kang Kim
    • Organizer
      The 4th International Conference on Molecular Simulation
    • Place of Presentation
      上海(中国)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Apparent Dimensionality Dependence of Glassy Dynamics: Infinite Growth of Acoustic Vibrations in Two Dimensions2016

    • Author(s)
      Hayato Shiba
    • Organizer
      CECAM workshop “Structure formation in soft colloids”
    • Place of Presentation
      ウィーン(オーストリア)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 対向する自己駆動系が示すレーン形成における輸送効率2016

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ガラス物性の分子シミュレーション:微視的原理に基づくフラジリティの網羅的解明2016

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      化学工学会第48回秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 非平衡自己駆動系における無秩序-レーン形成転移2015

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会新潟支部第44回例会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 2つの長さスケールをもつ球対称・単成分ポテンシャルの水的異常性2015

    • Author(s)
      樋口沙希, 淡路大輔, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会新潟支部第44回例会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 短距離古典MDにおける加速化手法の系統的構築:近接リスト-セル分割ハイブリッド法とその最適リスト半径・セルサイズ2015

    • Author(s)
      淡路大輔, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会新潟支部第44回例会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 構造ガラスのダイナミクスの次元依存性:動的 不均一性における短時間振動と長時間協調再配置の区別2015

    • Author(s)
      芝隼人, 川崎猛史, 金鋼
    • Organizer
      第29回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2015-12-02
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 複雑流体の遅いダイナミクスに対する新規計算手法・解析手法の開発とその応用2015

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      第29回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 対向する自己駆動粒子系におけるレーン形成とその出現過程の解明2015

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      第29回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2015-11-30
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 2つの長さスケールをもつ球対称・単成分ポテンシャルの水的異常性2015

    • Author(s)
      樋口沙希, 淡路大輔, 金鋼
    • Organizer
      第29回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2015-11-30
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 淡路大輔, 金鋼2015

    • Author(s)
      短距離古典MDにおける加速化手法の系統的構築:近接リスト-セル分割ハイブリッド法とその最適リスト半径・セルサイズ
    • Organizer
      第29回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2015-11-30
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 液体と固体のはざまにあるガラスの科学2015

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      金沢大学理学談話会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ガラス・過冷却液体の分子動力学シミュレーション2015

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      第9回分子シミュレーションスクール-基礎から応用まで-
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2015-10-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ガラスのフラジリティを制御できる2成分過冷却液体モデルの開発2015

    • Author(s)
      尾澤岬, 金鋼, 宮崎州正
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 対向する自己駆動粒子系におけるレーン形成とその出現過程の解明2015

    • Author(s)
      池田光佑, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Fermi-Jaglaポテンシャルにおける液液転移とダイナミクスの異常性2015

    • Author(s)
      樋口沙希, 淡路大輔, 金鋼
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 構造ガラスにおける動的不均一性の次元依存性2015

    • Author(s)
      芝隼人, 川崎猛史, 金鋼
    • Organizer
      東大物性研短期研究会「ガラス転移と周辺分野の科学」
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Year and Date
      2015-08-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 四面体ネットワーク形成の制御がガラスのフラジリティを系統的に変化させる2015

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      東大物性研短期研究会「ガラス転移と周辺分野の科学」
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 短距離古典MDにおける高速化技法の再検討 :近接リスト法・セル法・ハイブリッド法2015

    • Author(s)
      淡路大輔, 金鋼
    • Organizer
      東大物性研短期研究会「ガラス転移と周辺分野の科学」
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Fermi-Jaglaポテンシャルにおける液液転移とダイナミクスの異常性2015

    • Author(s)
      樋口沙希, 淡路大輔, 金鋼
    • Organizer
      東大物性研短期研究会「ガラス転移と周辺分野の科学」
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ガラス転移の遅いダイナミクスと動的不均一性: 多点相関関数による解析2015

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      第18回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2015-05-21
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Precise estimation of dynamic correlation lengths of structural glasses using large-scale molecular simulation2015

    • Author(s)
      H. Shiba, T. Kawasaki, K. Kim
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-23
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] フラジリティを系統的に制御できる過冷却液体モデルの提案2015

    • Author(s)
      尾澤岬, 金鋼, 宮崎州正
    • Organizer
      第4回ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-01-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 構造ガラスにおける動的相関長の大規模MD計算による精密定量化2015

    • Author(s)
      芝隼人, 川崎猛史, 金鋼
    • Organizer
      第4回ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-01-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] ガラス転移におけるフラジリティと動的不均一性2014

    • Author(s)
      金鋼
    • Organizer
      東京大学物性研究所計算物質化学センター第4回シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-11-14
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 過冷却水におけるStokes-Einstein則の破れに関する考察2014

    • Author(s)
      川崎猛史, 金鋼, 小貫明
    • Organizer
      第28回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      仙台市民会館
    • Year and Date
      2014-11-12
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 様々な過冷却液体におけるボンド結合破断ダイナミクスとフラジリティーの関係2014

    • Author(s)
      川崎猛史, 金鋼, 小貫明
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-08
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Remarks] 2次元ガラスはどこまでもやわらかくなる スーパーコンピュータにより巨大な音波ゆらぎの存在を解明

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2016/12/press20161206-02.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi