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計算機による地形動力学の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16605008
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関広島大学 (2005-2006)
大阪府立大学 (2004)

研究代表者

西森 拓  広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50237749)

研究分担者 小西 哲郎  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30211238)
水口 毅  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80273431)
柳田 達雄  北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (80242262)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード砂丘 / 計算機模型 / 地形学 / 非線形動力学 / 衝突過程 / 破壊進行 / パターン形成 / バルハン / 地形の動力学 / エウロパ / 数値模型 / 粉体 / 地形 / 柱状摂理 / 地形進化 / 数値計算 / 柱状節理
研究概要

今回の研究では、地形の動力学の中でもおもに2つの事項について重要な結果を得た。
1.砂丘の水槽実験に関わる研究者(阪大 勝木、遠藤)と共同し,バルハン砂丘の衝突過程につて水槽での縮小実験と理論模型による数値実験を比較検討し、定性的に非常に良い一致を見た。
とくに、衝突によって2つのバルハンが合体するか分裂するかの決定条件について、初期のバルハンのi)サイズの比、およびii)風(流水)に垂直な方向に関する位置のずれが決定的な因子であることを明らかにした。さらに風の方向だけにダイナミクスを限定し、かつ、運動の自由度を3変数に縮約した力学系を構成し、上のi)の事項を解析的に説明した。本研究の報告はJPSJに掲載され、編集部に評価を受け、letter of editor's choiceに選ばれjournalホームページの巻頭で紹介され読売新聞でも大きく紹介された。これらの結果の一部は、関連した砂丘研究の発展の紹介とともに研究代表者によってまとめられ2008年中に培風館より非線形科学シリーズのうちの一巻として出版される予定である。
2.火成岩からなる海岸線で見られる柱状節理の構造形成に関して、実験と理論解析を組み合わせた研究を行った。従来は、主に,フィールドワークによる観測とモデルによる理論的な解析が個別に行われており、とくに、露頭部分の詳細な観測によって角度分布,角形分布や節理側面のすじ状の周期構造など,いくつもの興味深い性質が明らかにされているが,実験の困難さが,亀裂の三次元的な構造の把握を妨げており,理論との比較も十分とは言えなかった。本研究では、粉体と液体の混合物の乾燥過程という,柱状節理の形成とは異なる状況において柱状節理と類似した亀裂の三次元パターンが生成される現象に着目し、亀裂進展の実験を行い、NMRによるバルク内部に出現した柱状構造の観察と対応させながら、柱状構造形成の理論模型を提案した。本研究は柱状摂理を実験と模型・数値計算によって制御可能な形で理解するための新しい可能性の提案となっており第1報はPhysical Review誌に掲載され、第2報も投稿中である。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (19件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] 衝突時における三日月型砂丘の動力学2008

    • 著者名/発表者名
      勝木 厚成, 西森 拓, 遠藤 徳孝, 谷口 圭輔
    • 雑誌名

      ながれ 27・1

      ページ: 5-14

    • NAID

      110006642516

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 'Dynamics of Quantum Vortex/Dynamics of Dunes and Ripple'Nonlinear Sciences Series, Vol.1(in Japanese)2008

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tsubota, Hiraku Nishimori
    • 雑誌名

      Baifukan Co. Ltd. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Study of Drying Process and Columnar Fracture Process in Granule-water Mixture2007

    • 著者名/発表者名
      A.Nishimoto, T.Mizuguchi and S.Kitsunezaki
    • 雑誌名

      Physical.Review.E 76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 'Numerical Study of Drying Process and Columnar Fracture Process in Granule-water Mixture'2007

    • 著者名/発表者名
      A. Nishimoto, T. Mizuguchi, S. Kitsunezaki
    • 雑誌名

      Physical Review E 76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 群れのダイナミクスと数理模型2006

    • 著者名/発表者名
      西森 拓
    • 雑誌名

      物性研究 85・6

      ページ: 876-885

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Collision Dynamics of Two Barchan Dunes Simulated Using a Simple Model2005

    • 著者名/発表者名
      A.Katsuki, H.Nishimori, N.Endo, K.Taniguchi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of.Japan 74・2

      ページ: 538-541

    • NAID

      110001979410

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] バルハン砂丘群のネットワーク形成とサイズ分布2005

    • 著者名/発表者名
      寺田 昌弘, 西森 拓
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 1413

      ページ: 15-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 乾燥亀裂における含水量分布2005

    • 著者名/発表者名
      水口 毅, 西本 明弘, 狐崎 創, 山崎 義弘, 青木 伊知男
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 1413

      ページ: 53-59

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Directional crack propagation of granular water systems2005

    • 著者名/発表者名
      T.Mizuguchi, A.Nishimoto, S.Kitsunezaki, Y.Yamazaki, I.Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review E 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 'Collision Dynamics of Two Barchan Dunes Simulated Using a Simple Model'2005

    • 著者名/発表者名
      A. Katsuki, H. Nishimori, N.Endo, K. Taniguchi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 74

      ページ: 538-541

    • NAID

      110001979410

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 'Directional crack propagation of granular water systems2005

    • 著者名/発表者名
      T. Mizuguchi, A. Nishimoto, S.Kitsunezaki, Y. Yamazaki, I.Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review E 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 'Network Formation and Size Distribution of Barchan Dunes'(in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      M. Terada, H. Nishimori
    • 雑誌名

      RIMF(Research Inst. of Math. Analysis, Kyoto Univ.) Kokyuroku 1413

      ページ: 15-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Directional crack propagation of granular water systems2005

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Mizuguchi et al.
    • 雑誌名

      Physical Review E 71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Asymmetric Motion of a Two-Dimensional Symmetric Flapping Model2005

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iima et al.
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research 36

      ページ: 407-425

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Collision Dynamics of Two Barchan Dunes Simulated Using a Simple Model2005

    • 著者名/発表者名
      A.Katsuki, H.Nishimori, N.Endo, K.Taniauchi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74・2

      ページ: 538-541

    • NAID

      110001979410

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] バルハン砂丘群のネットワーク形成とサイズ分布2005

    • 著者名/発表者名
      寺田昌弘, 西森拓
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 1413

      ページ: 15-25

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Directional crack propagation of granular water systems2005

    • 著者名/発表者名
      T.Mizuguchi, A.Nishimoto, S.Kitsunezaki, Y.Yamazaki, I.Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review E (出版予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 乾燥亀裂における含水量分布2005

    • 著者名/発表者名
      水口 毅, 西本明弘, 狐崎 創, 山崎義弘, 青木伊知男
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 1413

      ページ: 53-59

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Flexible Foraging of Ants under Unsteadily Varying Environment2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tao, H.Nakagawa, M.Yamasaki, H.Nishimori
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73・8

      ページ: 2333-2341

    • NAID

      110001954975

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 非線形科学シリーズ第1巻量子渦のダイナミクス/砂丘と風紋の動力学2008

    • 著者名/発表者名
      西森 拓(坪田誠と共著)
    • 出版者
      培風館
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 自己組織化ハンドブック2008

    • 著者名/発表者名
      西森 拓(分担執筆)
    • 出版者
      NTS
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 非線形科学シリーズ 砂丘と風紋の動力学2007

    • 著者名/発表者名
      西森拓
    • 出版者
      培風館(印刷中)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 形の科学百科事典2004

    • 著者名/発表者名
      西森 拓(形の科学会編分担執筆)
    • 総ページ数
      903
    • 出版者
      朝倉書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] Dynamics of Dunes and Ripple'in'Encyclopedia of Science on Form'(in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nishimori
    • 総ページ数
      903
    • 出版者
      Asakaura Publihing Co.Ltd.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 形の科学百科事典(形の科学会編)2004

    • 著者名/発表者名
      西森拓(分担執筆)
    • 総ページ数
      903
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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