1992 Fiscal Year Annual Research Report
Visco-elastic materialの破壊によるパターン形成
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04804023
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
小川 泰 筑波大学, 物理工学系, 教授 (10025364)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 隆幸 筑波大学, 物理工学系, 講師 (20202278)
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| Keywords | 破壊 / パターン形成 / 粘弾性 / visco-elastic fingering / フラクタル |
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| Research Abstract |
粘弾性物質に流体を注入したときにできる破壊をともなったパターン形成のメカニズムを明らかにするためのモデル実験をおこなった。粘弾性物質のモデル物質として、Agar(寒天)を用いた。寒天の含有濃度をコントロールすることによって、粘性流動をおこしながらかつ脆性破壊をおこす寒天をつくれる。この寒天をアクリルおよびガラスによって新しく制作した50×50cmのヘレショウセル(平行平板間のすき間は可変であるが、主に2mmで実験をおこなっている)に充たし、セル中央の小さな穴から空気を注入する実験をおこなった。この流体注入による破壊パターン形成をCCD8mm(Sony CCD-V800)ビデオを用いて計測した。また、一定圧力で空気を注入する圧力発生装置を開発改良し、実験中の圧力の変動を1%以内にコントロールすることが可能になった。ビデオ装置によって得られた動的な成長パターンデータを定量的に解析するため、ビデオ取り込みボードをIBMPC(互換機)に組み込み、またコンピュータによるコントロールが可能なビデオシステム(Sony CVD-1000)を用いて総合的な画像解析システムを構築している。粘性流体でのヴィスコスフィンガリングとも、一般にシングルプレーンが形成されるような弾性体でのクラック成長とも異なる、粘弾性体でのパターン形成での特徴的な、我々がvisco-elastic fingeringと新しく名付けたパターン形成の定量的な解析をおこなっている。visco-elastic fingeringという新しいパターンのフラクタル次元などによる定量的なcharacterizationを試みている。なお、大まかなviscous fingering、visco-elastic fingering、single plane crackingのtransitionに焦点を絞ったphase diagramが完成しつつある。
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