| 研究課題/領域番号 |
19K03670
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
大槻 道夫 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (30456751)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 粉体 / ジャミング転移 / レオロジー / 摩擦 / 塑性 / ジャミング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
砂や粉などのマクロな固体粒子の集合体である粉体は、状況に応じて流体的な振る舞いも 固体的な振る舞いも示す、ある種の「流れる固体」として考えられる。粉体はこれまでも物 性物理の対象として度々注目を集めてきたが、それらは個別の現象に特化しており、粉体全 体を統一的に記述するような枠組みはこれまで得られていない。こうした包括的な「粉体力学」の確立を目指し、粒子の特性から粉体の力学的特性を決める微視的視点に基づいた研究 と、粉体の変形や流動をマクロな連続体的視点から解析する研究を相補的な発展を試みる。
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| 研究成果の概要 |
砂や粉などのマクロな固体粒子の集合体である粉体は、状況に応じて流体的な振る舞いも固体的な振る舞いも示す、ある種の「流れる固体」として考えられる。こうした粉体の流れについて、一様な剪断を受けた場合の力学的特性について、数値計算と理論解析をもとに非線形応答に関するスケーリング則などを発見した。また、そうした一様な系の力学的特性をもとにした連続体モデルを用いて、様々な流れ場についての解析を行い、その結果を数値計算と実験と比較した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
類似の連続体モデルに基づいた粉体のマクロな流動・変形の解析に関しては、これまで主に土木工学的な視点から研究が進められてきた。しかし、既存の枠組みでは、粉体の力学的特性として多数のパラメータを含む経験則を仮定した上で複雑なシミュレーションを実施するしかなく、実際の現象の理解には不十分な面がある。本研究の遂行により、連続体モデルに、微視的観点から得られる力学的特性の知見を組み合わせることで、ある種のミクロな土台に基づいた粉体ダイナミクスの理解が進んだと考えられる。
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