| 研究課題/領域番号 |
06302024
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| 研究種目 |
総合研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
物理学一般
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
甲斐 昌一 九州大学, 工学部, 教授 (20112295)
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| 研究分担者 |
沢田 康次 東北大学, 電気通信研, 教授 (80028133)
中野 徹 中央大学, 理工学部, 教授 (50055224)
川原 琢治 京都大学, 工学部, 教授 (60027373)
金田 行雄 名古屋大学, 工学部, 教授 (10107691)
高木 隆司 東京農工大学, 工学部, 教授 (80015065)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | フィラメント / セル / 渦 / 乱流 / カオス / ソリトン / 電気流体力学 / 界面 |
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| 研究概要 |
単純な流体系であっても複雑な系であっても観測されるパターンやダイナミックスに類似性が見られ、形成機構に個別のメカニズムとは別に、ある種の普遍性が期待される。本研究では、このような観点から流体が外力をうけて非平衡散逸状態となった場合に発現するセル状やフィラメント状のパターンについて研究した。ここでは、それらの機構と普遍性を求めて、特にフィラメント状(低次元系)およびセル状パターンに限って、(1)線状欠陥系、(2)流れを伴う拡散反応系、(3)対流系に分類して、その形成機構を実験と理論の両面から研究した。その結果、次のような成果が得られた。(1)セル構造をもつ現象については、熱対流セルと液晶の電気対流現象(EHC)に共通なパターン選択の原理やダイヤグラムが得られた。一方、異質な様相も観測され、それらが系の対称性を反映したものであることが判明した。また、一次元のパターン選択では位相スリップの普遍スケーリングが観測された。これは二次元(ディスクリネーション(特異線)やフィラメント)でも観測され、さらに三次元(渦)でも、同じような時空スケーリングが普遍に成り立つことが期待される。特に、三次元の渦に見られる渦の切りつなぎのダイナミックスにもこのような特異ダイナミックスとスケーリングが存在するのではないかと推測される。この推測は現在考えられている渦の切りつなぎとは異なり、いずれが正当であるかは今後の研究による。(2)フィラメント構造をもつ現象については、フィラメントの曲率と背景場との相互関連によって、フィラメントの乱れた運動に共通の統計的性質と表現法が見いだされた。(3)しかし、それらの間の普遍性について定性的には理解されたが、具体的な数理的理解が得られるところまでは進展しておらず、それらは今後の課題として残った
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