2023 Fiscal Year Annual Research Report
Joint development of theories of liquids and turbulence toward first-principles-oriented clarification of space-time structures in liquids that do not flow
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18K03459
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
大信田 丈志 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (50294343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 晋 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (40321616)
松本 剛 京都大学, 理学研究科, 助教 (20346076)
大槻 道夫 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (30456751)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | コロイド液体 / 変位相関 / 剪断歪み相関 / 揺動弾性体 / ケージ効果 / 乱流 / ラグランジュ的な相関 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体が濃密化に伴って流動性を失う現象の背後にある機構の第一原理的な解明を目指す試みの一環として、我々は、乱流理論にヒントを得たラグランジュ的な統計量に基づく理論の構築を進めてきた。特に、コロイド液体の理論的モデルとしての斥力相互作用ブラウン粒子系において、個々の粒子のバラバラな運動が抑制されて集団的に振る舞う様子を理論的に扱うための枠組みを我々は構築してきたのだが、この枠組みに現れる統計量（ミクロな変形勾配の相関）を直接測定するのは困難であるため、そのような取り扱い困難な統計量を、粒子系の数値実験で実測可能な量と結びつける方法を見出すことに力を注いできた。
その結果として、我々は、斥力相互作用ブラウン粒子系における複数の粒子の変位に基づく２種類の統計量を数値的に求め、両者の比較により、いくつかの事実を明らかにした。より具体的に言うと「剪断歪み相関」および「変位相関」という２種類の統計量に着目し、粒子が互いの運動を妨げる効果（ケージ効果）がようやく現れ始める程度のわずかな濃密化でも、その効果がこれらの相関に現れることを示した。また両者のあいだに理論的に予想される関係式が実際に成り立つことを確かめた。さらに、変位相関は距離の関数として対数的に振る舞う領域があり、そのために変位相関は剪断歪み相関よりも強い濃度依存性を示すことを見出した。
上記の成果の概要は、2023年8月に東京で開催された国際会議StatPhys28で発表した。 現在、論文投稿の準備を進めている。
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