1993 Fiscal Year Annual Research Report
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05836027
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
甲斐 昌一 九州工業大学, 工学部, 教授 (20112295)
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| Keywords | 液晶 / 電気流体力学的不安定性 / 対流パターン / トポロジカルカオス / ジグザグパターン |
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| Research Abstract |
ネマチック液晶の電気流体力学的不安定性によって生じる対流現象の対流点近傍の非線形発展を研究した。その結果、実験的には対流点近傍の非線形発進として、パターン選択のダイナミックス、ジグザグ、スキュドバリコースなどの二次不安定性などが観測され、それらのモードのフーリエ解析が行われた。それより、FWDと呼ばれる欠陥乱流への遷移プロセスが明確にされ、弱い非線形発展によるパターン遷移の相図が完成された。また新しく発見された欠陥格子パターンの諸性質、たとえば、欠陥が格子状に規則正しく配列し局所的に隣合った欠陥とコヒーレントに振動しあっているがその振動周期などの性質が研究され、その分岐過程が二次の転移型であることが明かとなった。一方、対流点近傍で、理論的に外部からある定められた空間周期を強制的に与えた場合にどのようなパターンを非線形発展が生じるかが研究された。その結果、外部摂動周期の振幅を増加するとともに、ノーマルロール対流から波状ロール対流がより安定となるようになり、さらには安定なスキュドバリコースパターンやインコメンシュレートの波状ロールが現れることが分かった。その実験との一致は今後の研究課題として残った。
また、化学反応に流れがカップルした場合の現象についても研究がなされ、そこにマランゴニー効果による対流が発生し、それが反応過程と結合しソリトン的挙動を生み出すことが見いだされた。そのダイナミックな挙動は燃焼現象との類似性もみられ、今後の研究に興味がもたれる。
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[Publications] S.Kai: "Wavelength competition in convective systems" Europhysics Letters. 24. 217-222 (1993)
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[Publications] S.Kai: "Accelerating chemical waves accompanied by traveling hydrodynamic motion and surface deformation" Physical Review E. 48. 1627-1630 (1993)
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[Publications] S.Kai: "Hydrocehemical soliton due to thermocapillary instability in shallow Belouzov-Zhabotinskii reaction" Physica A. (印刷中).
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[Publications] S.Kai: "Pattern formation in precipitation" Statistics,Dynamics and Formation of Patterns ed.K.Kawasaki,M.Suzuki,World Scientific Pub.2. 206-265 (1993)
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[Publications] 甲斐昌一: "リズムとパターンの物理" 日経サイエンス. 23. 44-53 (1993)
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[Publications] 甲斐昌一: "非線形システムの中のパターンと現象の縮約" 伝熱研究. 32. 30-41 (1993)
