ダイラタント流体のレオロジー

• 研究課題/領域番号: 21540418
• 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: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中西 秀 九州大学, 理学研究院, 教授 (90155771)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ダイラタント流体 / レオロジー / ずり粘化振動 / ずり粘化 / 粉体・液体混合系 / ジャミング / 湿った粉体

研究概要

濃厚なコロイドや粉体と流体の混合物は、激しいずり粘化を示し、それが、よく知られた片栗粉と水の混合物の奇妙な振る舞いの原因になっている。本研究では、このような激しいずり粘化を示す流体のレオロジーを記述する現象論的方程式を構築した。得られた方程式を解析することにより、定常ずり流が不安定化して振動流を生じる領域があることを理論的に示した。更に、実験によりそのような振動流が実際の系で起こることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Fluid dynamics of dilatant fluids (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi, Shin-ichiro Nagahiro and Namiko Mitarai
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: E85, 011401 ページ: 11-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eur. Phys. J (2012)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai, and Hiizu Nakanishi
  • 雑誌名: Special Topics 204 ページ: 5-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid dynamics of dilatant fluids (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Nakanishi, et al
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 巻: 85 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreve.85.011401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Granular flow : Dry and wet (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Mitarai, H.Nakanishi
  • 雑誌名: Eur.Phys.J.Special Topics 巻: 204 号: 1 ページ: 5-17
  • DOI: 10.1140/epjst/e2012-01548-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] J. Phys. Soc. Jpn (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi and Namiko Mitarai
  • 雑誌名: Shear Thickening Oscillation in a Dilatant Fluid 巻: 80 ページ: 4-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear Thickening Oscillation in a Dilatant Fluid (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakanishi, N.Mitarai
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 80 号: 3 ページ: 033801-033801
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.033801
  • NAID: 120004951561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear Thickening Oscillation in a Dilatant Fluid (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi, Namiko Mitarai
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 80 ページ: 33801-33804
  • NAID: 120004951561
  • 査読あり
• [雑誌論文] AIP Conf. Proc (2010)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai and Hiizu Nakanishi
  • 雑誌名: Simple Interaction Model for Partially Wet Granular Materials 巻: Volume 1227 ページ: 214-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple Interaction Model for Partially Wet Granular Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai, Hiizu Nakanishi
  • 雑誌名: AIP Conf.Proc.--May 5, 2010-- 巻: 1227 ページ: 214-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Europhys. Lett (2009)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai and Hiizu Nakanishi
  • 雑誌名: Simple model for wet granular materials with liquid clusters 巻: 88 ページ: 6-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple model for wet granular materials with liquid clusters (2009)
  • 著者名/発表者名: N Mitarai, H Nakanishi
  • 雑誌名: Europhysics Letters 88 ページ: 640011-6
  • 査読あり
• [学会発表] Fluid dynamics of dilatant fluids (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi
  • 学会等名: "Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-02-21
• [学会発表] Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi
  • 学会等名: 国際研究集会
  • 発表場所: Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University
• [学会発表] ダイラタント流体モデルの2次元シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 永弘進一郎
  • 学会等名: 日本物理学会 2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] ダイラタント流体の数値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 永弘進一郎
  • 学会等名: ソフトマター研究会
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都
  • 年月日: 2011-08-03
• [学会発表] ダイラタント流体モデルの2次元シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 永弘進一郎,中西秀,御手洗菜美子
  • 学会等名: 日本物理学会秋の分科会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Rheology of dilatant fluid (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi
  • 学会等名: 8th Liquid Matter Conference
  • 発表場所: Wien, Austria
• [学会発表] ダイラタント流体の数値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 永弘進一郎、中西秀、御手洗菜美子
  • 学会等名: 第一回ソフトマター研究会
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都
• [学会発表] ダイラタント流体の流体力学モデルと振動不安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西秀
  • 学会等名: 応用力学研究所研究集会
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Effect of noise on jamming transition of granular media (2010)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai
  • 学会等名: 基研研究会、散逸粒子研究の最前線
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Fluid dynamics and jamming in a dilatant fluid (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi
  • 学会等名: 基研研究会、散逸粒子研究の最前線
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Numerical simulation of a dilatant fluid (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Nagahiro
  • 学会等名: 基研研究会、散逸粒子研究の最前線
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] ダイラタント流体の連続体モデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西秀
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] ダイラタント流体の粒子法シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 永弘進一郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] A continuum model for dilatant fluid (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi
  • 学会等名: StatPhysHK
  • 発表場所: 香港
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] Effect of thermal fluctuation on jamming transition of granular media (2010)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai
  • 学会等名: Conference on computational physics(CCP 2010)
  • 発表場所: ノルウェー,トロンハイム
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] ダイラタント流体の流体力学モデルと振動不安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西秀
  • 学会等名: 応用力学研究所研究集会「地形のダイナミクスとパターンとその境界領域」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
• [学会発表] Effect of noise on jamming transition of granular media (2010)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai, and Hiizu Nakanishi
  • 学会等名: 基研研究会
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
• [学会発表] Fluid dynamics and jamming in a dilatant fluid (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi, Namiko Mitarai, and Shinichiro Nagahiro
  • 学会等名: 基研研究会
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
• [学会発表] 散逸粒子研究の最前線-粉体のミクロな振舞いからマクロな振舞いまで- (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Nagahiro, Hiizu Nakanishi, and Namiko Mitarai
  • 学会等名: 基研研究会
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
• [学会発表] ダイラタント流体の連続体モデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西秀、御手洗菜美子、永弘進一郎
  • 学会等名: 日本物理学会秋の分科会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
• [学会発表] ダイラタント流体の粒子法シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 永弘進一郎,中西秀,御手洗菜美子
  • 学会等名: 日本物理学会秋の分科会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
• [学会発表] A continuum model for dilatant fluid (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiizu Nakanishi and Namiko Mitarai, StatPhysHKMitarai
  • 学会等名: 2010 at Hong Kong Baptist University
  • 発表場所: Hong Kong, China
• [学会発表] Effect of thermal fluctuation on jamming transition of granular media (2010)
  • 著者名/発表者名: Namiko Mitarai and Hiizu Nakanishi
  • 学会等名: Conference on computational physics(CCP2010)
  • 発表場所: at Trondheim, Norway
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.stat.phys.kyushu-u.ac.jp/~nakanisi/Physics/Dilatancy/
• [備考] ダイラタント流体
• [備考] ダイラタンシー
• [備考] 監修:理科教育ニュース, 775号付録、2010年1月18日発行、少年写真新聞社、「かたくり粉水の不思議な振る舞い」
• [備考]
  • URL: http://www.stat.phys.kyushu-u.ac.jp/~nakanisi/Physics/Dilatancy/