2020 Fiscal Year Annual Research Report
Hydrodynamic topology transitions: dimensionality and symmetry
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19H01859
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
奥村 剛 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80271500)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 滴・バブルの動力学 / 擬二次元系 / 融合・分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
流体界面が、ちぎれたり、合一したりして、界面形状に特異な形状が現れる特異動力学現象は、相転移における臨界現象との類似性もあり、多くの物理学者や応用数学者の注目を集めてきているが、その数理にはまだ未解明な点が多い。本代表者は最近、擬二次元系での研究を実験・理論の両面から展開し数々の成果を上げてきた。本研究では、これらの研究を受け、次元性・対称性に着目し、擬二次元などの閉じ込められた空間において、流体界面や滴やバブルの動力学に関する研究を進める。実験と理論を行き来しつつスケーリング則を確立することで物理現象の普遍性を解明することに力点を置き、同様の手法で種々の物理現象も幅広く研究する。本年度は、以下の進展があった。
（１）固体ディスクによる粘性液体への空気の引き込み現象における普遍性：この実験系における空気の液体への引き込み現象に伴う気体の引きちぎれ（分離）の研究を進めた。引きちぎれる気体がシート状の場合とコーン状の場合があり、本年度は、コーン状の場合について論文を投稿した。シート状の場合の第一原理からの理論も進展を内外の学会で発表した。
（２）擬二次元の液中液滴の融合の動力学における普遍性の探求： 融合の初期に着目して、条件を変えて実験を進めた結果、初期の動力学は粘性ではなく慣性が支配していることがわかってきて、進展を内外の学会で発表した。
（３）そのほか：擬二次元のセル中でのバブルの破裂・生成・上昇の動力学に関する実験・理論・シミュレーションによる研究も進め、成果を物理学会で発表した。毛管上昇の基礎的な問題についても、論文誌や内外の学会で成果を発表した。本研究の精神で行った疑二次元粉粒体系の論文も論文誌に成果を発表した。一般読者に向けた本研究の内容に関連するエッセイについてR03年4月からの1年の月刊誌連載に向けた準備も開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
内外の学会等で27件の成果を発表（うち５件が国際会議）し、国際学術誌の論文の発表が２件あった。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウィルスの流行による種々の活動の自粛要請があり、実験の研究を進めることに制約を受けている。しかし、研究メンバーでローテーションを組んで、密な状態を作らないように工夫をして、計画通りに研究を進める予定である。
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