1998 Fiscal Year Annual Research Report
多体disk模型による介在物が存在するすべり現象の解明
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09874081
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
平田 隆章 福井大学, 工学部, 助教授 (20202278)
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| Keywords | すべり現象 / 1 / fゆらぎ / 多体disk / フラストレーション / スティック・スリップ |
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| Research Abstract |
すべり面間の介在物をdiskによってモデル化したすべりの多体disk模型を通して、ミクロな素過程からマクロなすべり現象を明らかにする研究をおこなった。すべり面間に(ここでは、同軸の円筒間に)アクリル製のdiskをランダムに充填し、disk層の厚さ(3〜5層)を変えた系統的なモデル実験をおこなった。トルクモーターをもちいて外側の円筒を一定角速度で回転させ、システム全体の挙動を計測するために内側の円筒にかかるトルクの計測をおこなった。同時に、ビデオカメラを用いることにより、個々のdisk挙動を計測し、個々のdiskが層間を移動することを明らかにした。これらの実験により、diskの接触ネットワークの構造と系全体の挙動を明らかにすることを試みた。実験で得られたトルクの時系列のスペクトラム解析をおこなった。その結果、系にかかるトルクの時系列は1/f^αゆらぎをもつことが明らかになってきた。非線形科学における1/fスペクトラムの発生の雛形モデルの一つになる可能性を秘めており、disk層の厚さ(3〜5層)を変えた実験をおこない、1/fスペクトラム発生の解明をめざして研究をおこなった。その結果、disk層の厚さに依らず、1/fスペクトラム(1/f^αでα=0.8〜1.1)が発生することがわかった。また、diskの接触ネットワークを調べる上で、実際に接触しているか、あるいは非常に近接しているので一見接触しているように見えるかをビデオ画像だけから詳細に調べることは困難である。そこで、個々のdiskの接触状況を光弾性をもちいてdiskの接触ネットワークを詳しく調べることができる可能性を示した。
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