| 研究課題/領域番号 |
18K13464
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 京都産業大学 (2020-2021)
東北大学 (2018-2019) |
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研究代表者 |
齊藤 国靖 京都産業大学, 理学部, 准教授 (10775753)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | レオロジー / 粘弾性 / 弾性 / 塑性 / 音波 / 拡散 / 輸送現象 / 弾性体 / 音波特性 / 粘性効果 / ジャミング転移 / 動的臨界現象 / 弾性波 / 弾塑性 / ジャミング / 分子動力学法 / 連続体理論 / 非局所性 |
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| 研究成果の概要 |
粒子系の力学的な応答は粒子のランダムな構造や配置替えにより予測困難なものが多い。特に、粒子系の応力を記述するには、従来の局所的な構成則ではなく非局所的な枠組みが必要になる場合がある。この様な粒子系の非局所性は粒子間の長距離相関に起因しており、マクロな力学応答だけでなく、個々の粒子のミクロな運動まで調べるのが不可欠である。本研究では、分子動力学法を用いて、粒子のミクロな運動から系全体の力学応答を理解するという目標を掲げ、ジャミング転移点近傍での非局所的レオロジーと応力緩和、高密度粒子系の音波特性や塑性変形の確率論的モデル、さらに自己拡散現象とジャミング転移の関係やアバランチに関する成果を上げた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
粉体、泡、エマルジョンなど、私達の身の周りには巨視的な大きさの粒子が数多く存在します。これらの粒子が集団として運動するときの振る舞いは、水や空気のような流体とは全く異なり、予測困難なものです。その要因として、ランダムな粒子構造や粒子の複雑な配置替え、長距離におよぶ空間相関などが挙げられます。この様な粒子系の集団運動を精密に調べるには、分子動力学法による数値シミュレーションが有効で、本研究でも高密度粒子系の様々な物性を数値的に調べてきました。その結果、粒子系の様々な物性に対して非局所性を軸とした新しい見解を得ることができました。今後、これらの成果を工学的な応用に拡張していくことが重要です。
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