液体界面の相転移に関する数値的方法による研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650191
• Research Institution: Ibaraki National College of Technology
• Principal Investigator: 鯉渕 弘資 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (00178196)
• Keywords: 液体界面 / 結晶界面 / モンテカルロシミュレーション / 数値計算 / 2次相転移 / 比熱 / 面積エネルギー / 曲げエネルギー

Research Abstract

液状物質の境界としての界面モデルは,面積エネルギーをS_1,曲げエネルギーをS_2としたとき,全エネルギー関数をS=S_1+bS_2とすること,および,力学変数を指定することで定義される。
今年度は,(昨年度の)力学変数が3角形頂点の位置変数X,3角形分割gの2つであるような「液体界面」に関する研究に引き続き,力学変数が3角形頂点の位置変数Xのみであるような「結晶界面」について,モンテカルロシミュレーションの方法で「液体界面」との違いも含めて研究した。なお,面積エネルギーS_1,曲げエネルギーS_2としては昨年度と同じとした。その結果,曲げエネルギーS_2の揺らぎとしての比熱Cが,ある曲げ剛性値b=b_cのところで発散するということが分かった。その結果から,この「結晶界面」に2次の相転移があることを確認できた。現在はその結果を論文にまとめている。ただし,「結晶界面に関する2次相転移の存在」は従来の知見と同じである。
なお,昨年得られた「液体界面に関する2次の相転移の存在」という結果の詳しい内容はある欧文の学術論文誌に「掲載予定」である。この「液体界面に関する2次の相転移の存在」は,従来の定説を覆す第一歩であり,大きな意味がある。
現在までの研究結果の概要は,第5回分子動力学シンポジウム(平成12年3月4目,於静岡大学工学部)で講演発表した。研究結果の概要を一言でいえば,「表面張力と曲げ剛性を持っような膜は相転移を起こす」である。

Research Products

• [Publications] H. Koibuchi,M. yamada: "Phase Transition of a Model of Fluid Membrane"International Journal of Modern Physics C. Vol.11,No.3(掲載予定). (2000)
• [Publications] 鯉渕弘資: "液体および結晶界面に関する数値的方法による研究"熱流体系および固体系のミクロシミュレーションに関する合同シンポジウム・第5回分子動力学シンポジウム講演論文集. 00-4. 43-44 (2000)