2017 Fiscal Year Annual Research Report
衝突・振動による粉体の過渡レオロジーとその天体地形への応用
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15H03707
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
桂木 洋光 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (30346853)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
諸田 智克 名古屋大学, 環境学研究科, 講師 (30415898)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 粉体物理 / 天体地形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般に，傾斜を持つ粉体層に振動もしくは衝突を加えると傾斜粉体地形の緩和が誘起される．このような傾斜地形の緩和は，表面がレゴリスと呼ばれる粉体で覆われている太陽系内の固体天体においても普遍的に起こっている可能性がある．天体上で起こる斜面地形の緩和を定量的に評価し，過去に起こった天体イベント等を明らかにするためには，振動や衝突による傾斜粉体地形の緩和ダイナミクスの物理機構を明らかにする必要がある．本研究では，実験，数値計算，観測などの手法を動員して粉体の流れのダイナミクスや障害物との相互作用，クレータ緩和の観測とモデリング等についての基礎研究を行った．本年度は特に，振動による粉体層の傾斜地形緩和モデルの精緻化，衝突による傾斜地形の崩壊ダイナミクスについての実験，粉体流と障害物の相互作用に関する実験データ解析，衛星特有のクレーター地形緩和のモデリングとその観測との比較等の研究に取り組んだ．得られた結果により，振動・衝突などによる粉体層の流動化や変形の基礎過程理解が深まった．特に，傾斜粉体層への衝突実験では付着力を持つ粉体層のモデルとして濡れた粉体を用いた実験も行い，重力が弱い天体上で起こる現象に近い状況を室内実験で取り扱う工夫も行った．更に，衝突によるクレーター形成だけでなく衝突によりトリガされた傾斜地形の全層崩壊も観察された．この崩壊が起こる条件を数値計算と実験結果に立脚した簡単なモデルにより導出することに成功した．また，このモデル構築の副産物として，粉体層内の圧力伝播の異方性やその具体的表式を得ることにも成功した．実際の天体表面地形の解析研究としては，火星衛星フォボスと小惑星エロスのクレーター形状の緩和度を計測し，両者の比較から天体によって地形緩和の時間スケールが異なることを発見した．これらは天体間の衝突環境や表層物質の物理特性などの違いを反映している可能性が示唆される．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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