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変形の効果を取り入れた粒子の分散系における流動特性

研究課題

研究課題/領域番号 15H06263
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関名古屋大学

研究代表者

川崎 猛史  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10760978)

研究期間 (年度) 2015-08-28 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードソフトマター物理 / レオロジー / ガラス転移
研究実績の概要

本年度(初年度)は,研究課題である変形可能な粒子(超粒子)のモデル構築を行った.ここでは,短距離斥力ポテンシャルをもつ質点粒子を並べて超粒子の表面を構成し,さらに超粒子の重心にも質点粒子を置き,これと表面粒子とをバネポテンシャルで結合させることにより,内圧を有する変形可能な超粒子モデルを構築した.この様に内圧を導入することにより,超粒子のバックリングを阻止することが可能となった.さらに,重心からのバネポテンシャルの結合強度を変化させることにより,粒子の柔らかさを制御することに成功した.また,これら超粒子分散系の大規模計算を実行すべく,LAMMPSを用いて上記のモデルを構築し,大規模計算を行う環境を整えた.
本課題は2年計画であったが,より発展的な継続研究の採択に伴い,これに切り替える.その為,本課題は初年度にて終了となる.採択から半年という短い期間ゆえに,研究計画の全てを実行することができなかったが,計画していた新しいモデルの構築と,その妥当性に時間を割くことができた.本モデルの構築は,従来の研究でほとんど扱われてこなかった粒子の大変形効果を比較的小さな計算機コストで実現することができる点に意義がある.また,従来の質点モデルでは扱うことの出来なかった,やわらかい粒子から構成されるアモルファスの研究に対して,裾野を広げることに繋がり,極めて重要である.また,粒子の熱的な緩和のみならず,これらの系に剪断流をかけるなどの外場応答を研究する準備が整った.将来的には,非線形流動現象と粒子変形の関係などに関する知見が得られると考えている.また,本系は自己駆動させることにより,細胞集団を表現することが可能である.今後の研究では,細胞集団などのアクティブマターへの拡張も視野に入れ,研究を進めていく予定である.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] モンペリエ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] コロイド分散系におけるシアシックニング2016

    • 著者名/発表者名
      川崎猛史,Ludovic Berthier
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学(仙台市)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Macroscopic yielding in jammed solids is accompanied by a non-equilibrium first-order transition in particle trajectories2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki, Ludovic Berthier
    • 学会等名
      Avalanches, plasticity, and nonlinear response in nonequilibrium solids
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所 (京都市)
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分散系におけるシアックニングのメカズム2015

    • 著者名/発表者名
      川崎猛史, 池田昌司, Ludovic Berthier
    • 学会等名
      分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      コンベンションセンター(新潟市)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ジャミング転移およびガラス転移に伴う粘性発散と塑性流動2015

    • 著者名/発表者名
      川崎猛史
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学 (大阪市)
    • 年月日
      2015-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-08-26   更新日: 2022-02-08  

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