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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of studies on wetting phenomena with the spirit of impressionism

Research Project

Project/Area Number 24244066
Research InstitutionOchanomizu University

Principal Investigator

奥村 剛  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80271500)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2017-03-31
Keywordsソフトマター物理学 / 濡れ現象 / 粉粒体
Outline of Annual Research Achievements

印象派の精神とは、ソフトマターの先駆的研究によりノーベル物理学賞を受賞した故de Gennes教授が、理論研究者を印象派画家にたとえた言葉で、枝葉末節に目をつぶりシンプルな物理的本質をえぐりだす精神である。本研究代表者は、この精神で研究を行い、理論・実験・シミュレーションの研究を複合して濡れ・表面張力現象や物質強度について研究し、シンプルで本質的理解をもたらしてきている。本研究では、一連の濡れの研究をさらに発展させ、粉粒体等へも研究を展開し、工学や企業の開発現場等で指導原理となり得るシンプルで本質を突いた理解と法則を明確に示すことを目的としている。具体的には主に以下のような研究を展開した。
1.粉粒体の動力学:擬二次元の粉粒体層に空気の流路を生成すると蛇行現象が現れることを発見し、研究を進めてきていた。この現象に関する相図を明らかにし、この不安定化現象を記述するフレームワークを提唱した。本年度は、この研究について成果をまとめ、Sci.Rep.誌で発表した。この他に、ブラジルナッツ効果の研究も進め、二つの上昇レジームの存在を明らかにし、学会等で発表した。
2.滴(バブル)・濡れの動力学:液・液界面、および、液・気界面の自己相似動力学の研究のまとめを引き続き行い、実験・解析・理論構築を行うとともに、一部を学会等で発表した。液滴融合における電場効果における融合モードの転移現象については、電場との関係を調べることで相図を明らかにし、学会等で発表した。この他、高アスペクト比のセルにおけるバブルの上昇の研究も開始し、学会等で発表した。
3.その他:本研究課題のベースとなった基盤Bのメインテーマである破壊現象から発展した、切り紙に関して行った国内特許出願(特願2016-082472)をJSTの支援を受けてPCT出願することになった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Meandering instability of air flow in a granular bed: self-similarity and fluid-solid duality2016

    • Author(s)
      Yuki Yoshimura, Yui Yagisawa, and Ko Okumura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 38457-1--10

    • DOI

      10.1038/srep38457

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Scaling crossover in thin-film drag dynamics of fluid drops in the Hele-Shaw cell2016

    • Author(s)
      Misato Yahashi, Natsuki Kimoto, and Ko Okumura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 31395-1--8

    • DOI

      10.1038/srep31395

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ポリマーシートの破壊の動力学2017

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2017年 第72回年次大会 領域12,領域11合同シンポジウム 多時間スケールの非線形ダイナミクス:生物から地震まで
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
    • Invited
  • [Presentation] 高アスペクト比断面の流路に閉じ込められたバブルの上昇II2017

    • Author(s)
      村野真由子,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2017年 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 液中液滴の融合における電場の効果2017

    • Author(s)
      小川未真,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2017年 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 二次元における粉粒体のブラジルナッツ効果についてⅢ2017

    • Author(s)
      テン フイジー、関口輝世、奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2017年 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 擬2次元空間における気液界面のトポロジー転移に関わる自己相似動力学II2017

    • Author(s)
      中里葉奈 , 奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2017年 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] Simple models and scaling arguments for understanding miscellaneous problems in soft matter physics2017

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      JSPS A3 Workshop on soft matter
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2017-01-18 – 2017-01-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Bursting of a bubble confined in between two plates2016

    • Author(s)
      Mayuko Murano, Natsuki Kimoto and Ko Okumura
    • Organizer
      69th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • Place of Presentation
      Portland, USA
    • Year and Date
      2016-11-20 – 2016-11-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Imbibition of Micro-Patterned Surface2016

    • Author(s)
      Marie Tani and Ko Okumura
    • Organizer
      LIQUIDS @ INTERFACES, Pierre-Gilles de Gennes Institute (IPGG)
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2016-10-17 – 2016-10-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 天然融合マテリアルの構造と破壊靭性・強度:印象派物理学からのアプローチ2016

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      第65回高分子討論会:融合マテリアル学が切り拓く新機能性材料の創成
    • Place of Presentation
      神奈川大学 (横浜キャンパス)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
    • Invited
  • [Presentation] 高アスペクト比断面の流路に閉じ込められたバブルの上昇2016

    • Author(s)
      村野真由子, 奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会 (物性)
    • Place of Presentation
      金沢大学(角間キャンパス)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] 電場による液滴融合のコントロールⅢ2016

    • Author(s)
      小川未真,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会 (物性)
    • Place of Presentation
      金沢大学(角間キャンパス)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] 二次元における粉粒体のブラジルナッツ効果についてII2016

    • Author(s)
      テン フイジー、関口輝世、奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会 (物性)
    • Place of Presentation
      金沢大学(角間キャンパス)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] 擬2次元空間における気液界面のトポロジー転移に関わる自己相似動力学2016

    • Author(s)
      中里葉奈 , 奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会 (物性)
    • Place of Presentation
      金沢大学(角間キャンパス)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] Scaling views on mechanical properties of porous materials from polymer foams to kirigami sheet materials2016

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      The 15th European Mechanics of Materials Conference (EMMC15)
    • Place of Presentation
      Brussels, Belgium
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamics of drops and bubbles in a confined space2016

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      Conference on Multiscale Applications of Surface Tension (MicroMAST’2016)
    • Place of Presentation
      Brussels, Belgium
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高アスペクト比断面の流路に閉じ込められたバブルの上昇2016

    • Author(s)
      村野真由子, 奥村剛
    • Organizer
      第15回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (南大沢キャンパス)
    • Year and Date
      2016-08-15
  • [Presentation] 電場による液滴融合のコントロール2016

    • Author(s)
      小川未真,奥村剛
    • Organizer
      第15回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (南大沢キャンパス)
    • Year and Date
      2016-08-15
  • [Presentation] 二次元における粉粒体のブラジルナッツ効果について2016

    • Author(s)
      テン フイジー、奥村剛
    • Organizer
      第15回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (南大沢キャンパス)
    • Year and Date
      2016-08-15
  • [Presentation] 擬2次元空間における気液界面のトポロジー転移に関わる自己相似動力学2016

    • Author(s)
      中里葉奈 , 奥村剛
    • Organizer
      第15回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (南大沢キャンパス)
    • Year and Date
      2016-08-15
  • [Presentation] Dynamics of drops and bubbles in a confined space2016

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      International Conference on Statistical Physics (STATPHYS26)
    • Place of Presentation
      Lyon, France
    • Year and Date
      2016-07-18 – 2016-07-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高分子薄膜における粘性散逸と天然複合材料の破壊2016

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      第21回高分子計算機科学研究会講座
    • Place of Presentation
      東京工業大学蔵前会館 ロイアルブルーホール
    • Year and Date
      2016-06-21
    • Invited
  • [Presentation] Dynamics of fluid droplets in a confined space2016

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      EMN Meeting on Droplets (EMN Droplets 2016)
    • Place of Presentation
      San Sebastian, Spain
    • Year and Date
      2016-05-09 – 2016-05-13
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] ムースの物理学:構造とダイナミクス2016

    • Author(s)
      奥村 剛監訳、梶谷忠志、武居淳、竹内一将、山口哲生 共訳
    • Total Pages
      336
    • Publisher
      吉岡書店
  • [Remarks] 奥村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.phys.ocha.ac.jp/okumuralab/h16/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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