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2016 年度 実績報告書

ジャムドマターの非ガウスゆらぎとレオロジー

研究課題

研究課題/領域番号 16H04025
研究機関京都大学

研究代表者

早川 尚男  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (90222223)

研究分担者 川崎 猛史  名古屋大学, 理学研究科, 助教 (10760978)
大槻 道夫  島根大学, 総合理工学研究科, 講師 (30456751)
齊藤 国靖  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (10775753)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードシアシックニング / レオロジー / ジャミング転移 / 非ガウスゆらぎ
研究実績の概要

本年度は研究代表者、研究分担者全員を集めた研究連絡会を3回、更に外国人を含めた40名弱の参加者のあった、研究課題名と同タイトルの基研研究会を開催し、本研究課題に関した研究を推進した。特筆すべきは研究分担者である齊藤国靖が第11回日本物理学会若手奨励賞の栄誉に浴した点である。
本年度は印刷中を含めメンバーの査読付きの出版論文は15(うち謝辞記載ありは9)、投稿中のプレプリントは4等であった。また国際会議で9つの招待講演(うち6は海外)等をこなし、更に直接課題には関係ないが代表者の教科書「非平衡統計力学」が再販されるようになった。
主な研究成果として、(1)シアシックニングにおける運動論による記述の進展、(2)ジャミング転移における粒子間摩擦力の効果の数値的検証、(3)非ガウスゆらぎの半古典論による量子効果の採り入れ、(4)高密度粉体剪断系での乱流の統計則、(5)振動剪断高密度粒子系の吸収相転移の数値的研究等である。
交付申請書との関係で研究成果を説明するとシアシックニングの理論に関しては稀薄サスペンションの論文は投稿中であり、有限密度系の理論もほぼ完成して論文作成中である。濃厚系での粒子間摩擦の効果については準備的な論文を一つ著した。また非ブラウニアンサスペンションの理論もほぼ完成しており、現在論文執筆中である。一方でトレーサー粒子に働く抵抗力の研究は止まっており、更に非ガウスノイズに駆動された多体系の統計力学理論に関して概ね完成した段階で論文執筆に至っていない状態である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

概要に記した通り、研究グループメンバーの連絡は緊密に行われており、また順調に主としてレオロジー関係の論文や招待講演等のアウトプットは出ており、特に申し分のない進捗状況である。その一方で、非ガウスゆらぎの研究の進展はやや遅く、交付申請に書かれたトレーサー粒子に働く抵抗力の関する研究はストップしている。更に一年前の時点で予想されていなかったような大発見はなかったのがやや残念である。

今後の研究の推進方策

本年度と同様に代表者、分担者が一同に会した連絡会を年3回程度開催し、研究連絡を行うと同時にメンバー間の共同研究を推進する。それと同時に1年に1回程度オープンな研究会を開催して、研究成果を世に問う予定である。
具体的な研究課題については上記研究連絡会や研究会等でメンバーが集まって議論しながら進めていく予定である。差し当たってはシアシックニング理論の完成、濃厚サスペンションのレオロジー理論の完成、ジャミング転移とパーコレーションの関係や摩擦力の効果を明らかにすること、吸収相転移の理論の完成等、非ガウスノイズに駆動された多体系の理論の完成を目指していく。

  • 研究成果

    (59件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 15件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 20件、 招待講演 12件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] CNRS/P7, Universite Paris Dideroto(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS/P7, Universite Paris Dideroto
  • [国際共同研究] CNRS, Montpellier, France(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS, Montpellier, France
  • [国際共同研究] Queens Mary University/Imperial College, London(United Kingdom)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Queens Mary University/Imperial College, London
  • [国際共同研究] Southern Illinois University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Southern Illinois University
  • [国際共同研究] University of Twente(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      University of Twente
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      3
  • [雑誌論文] Excitation of vibrational soft modes in disordered systems using active oscillation2017

    • 著者名/発表者名
      Elsen Tjhung and Takeshi Kawasaki
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 13 ページ: 111-118

    • DOI

      10.1039/C6SM00788K

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Drag Law of Two-Dimensional Granular Fluids2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Takada and Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Journal of Engineering Mechanics

      巻: 143 ページ: C4016004/1-6

    • DOI

      http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0001054

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-Gaussianity in a quasiclassical electronic circuit2017

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Suzuki and Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kinetic theory of discontinuous shear thickening2017

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa and Satoshi Takada
    • 雑誌名

      Proceedings of Powders and Grains 2017

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A microscopic theory for discontinuous shear thickening of frictional granular materials2017

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh and Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Proceedings of Powders and Grains 2017

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Elastic moduli and vibrational modes in jammed particulate packings2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Mizuno, Kuniyasu Saitoh, and Leonardo E. Silbert,10.1039/C6SM00788K
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 93 ページ: 062905/1-21

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.93.062905

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Active cage model of glassy dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Etienne Fodor, Hisao Hayakawa, Paolo Visco, and Frederic van Wijland,
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 94 ページ: 012610/1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.94.012610

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kinetic theory for dilute cohesive granular gases with a square well potential2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Takada, Kuniyasu Saitoh and Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 94 ページ: 012906/1-20

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.94.012906

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficiency at maximum power output for an engine with a passive piston2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko G. Sano and Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2016 ページ: 083A03/1-24

    • DOI

      DOI: 10.1093/ptep/ptw103

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Macroscopic yielding in jammed solids is accompanied by a non-equilibrium first-order transition in particle trajectories2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki and Ludovic Berthier
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 94 ページ: 022615/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.94.022615

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enstrophy cascades in two-dimensional dense granular flows2016

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh and Hideyuki Mizuno
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 94 ページ: 022908/1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.94.022908

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calculation of displacement correlation tensor indicating vortical cooperative motion in two-dimensional colloidal liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Ooshida Takeshi (大信田 丈志), Susumu Goto (後藤 晋), Takeshi Matsumoto (松本 剛), and Michio Otsuki (大槻 道夫)
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 94 ページ: 022125/1-16

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.94.022125

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Granular rotor as a probe for a nonequilibrium bath2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko G. Sano, Kiyoshi Kanazawa, and Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 94 ページ: 032910/1-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.94.032910

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cluster Glass Transition of Ultrasoft-Potential Fluids at High Density2016

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Miyazaki, Takeshi Kawasaki, and Kunimasa Miyazaki,
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 117 ページ: 165701/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.117.165701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unveiling Dimensionality Dependence of Glassy Dynamics: 2D Infinite Fluctuation Eclipses Inherent Structural Relaxation2016

    • 著者名/発表者名
      Hayato Shiba, Yasunori Yamada, Takeshi Kawasaki, and Kang Kim
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 117 ページ: 245701/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.117.245701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Kinetic theory of shear thickening2017

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      International Workshop on Glasses and Related Nonequilibrium Systems
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2017-03-21 – 2017-03-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear modulus of granular materials : effect of avalanches and friction2017

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      International Workshop on Glasses and Related Nonequilibrium Systems
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2017-03-21 – 2017-03-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 粉体の巨視的挙動の非平衡統計物理学的アプローチによる解明2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤国靖
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 摩擦のある粉体の不連続シェアシックニングと履歴依存性の微視的理論2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤国靖、早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 摩擦のある粉体粒子系における剛性率:なだれの影響2017

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫、早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 引力を持つ希薄粉体ガスのレオロジーに関する理論2017

    • 著者名/発表者名
      髙田智史、早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 非ブラウン的サスペンションのレオロジーの非平衡理論2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木功至郎、早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 稀薄気体での不連続シアシックニングの運動論2017

    • 著者名/発表者名
      早川尚男、高田智史
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Kinetic theory of shear thickening: the transition from discontinuous to continuous2017

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      ジャムドマターの非ガウスゆらぎとレオロジー
    • 発表場所
      京大基礎物理学研究所
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulence and a microscopic theory of dense granular flows2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 国靖
    • 学会等名
      ジャムドマターの非ガウスゆらぎとレオロジー
    • 発表場所
      京大基礎物理学研究所
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear modulus of jammed matter : effect of avalanches and friction2017

    • 著者名/発表者名
      大槻 道夫
    • 学会等名
      ジャムドマターの非ガウスゆらぎとレオロジー
    • 発表場所
      京大基礎物理学研究所
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Absorbing phase transition on particle trajectories in oscillatory sheared systems near jamming2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 猛史
    • 学会等名
      ジャムドマターの非ガウスゆらぎとレオロジー
    • 発表場所
      京大基礎物理学研究所
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse estimation of environmental properties by using a non-Gaussian probe2017

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Inverse problems and medical imaging
    • 発表場所
      東京大学数理研究科
    • 年月日
      2017-02-13 – 2017-02-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 周期剪断を与えた高密度分散系の粒子軌道に関する可 逆・不可逆非平衡相転移2017

    • 著者名/発表者名
      川﨑 猛史
    • 学会等名
      特別講演会 「粒子系の構造形成と不均一変形のダイナミクス」
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2017-01-23 – 2017-01-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Granular turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      A3 Workshop on Soft Matter 2017
    • 発表場所
      TOKYO ELECTRON House of Creativity, Tohoku University, Sendai
    • 年月日
      2017-01-18 – 2017-01-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Macroscopic yielding in jammed solids is accompanied by a nonequilibrium first-order transition in particle trajectories2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      Nara Workshop on Nonlinear Dynamics 2016 Dec. under HAS-JSPS Joint Research Project
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Kinetic theory of shear thickening2016

    • 著者名/発表者名
      早川尚男、高田智史
    • 学会等名
      第22回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
  • [学会発表] 引力を持つ希薄粉体ガスのレオロジーの理論2016

    • 著者名/発表者名
      高田智史、早川尚男
    • 学会等名
      第22回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
  • [学会発表] 周期振動下高密度分散系の粒子軌道に関する可 逆・不可逆不連続転移2016

    • 著者名/発表者名
      川﨑 猛史
    • 学会等名
      第 30 回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] シアシックニングの運動論2016

    • 著者名/発表者名
      早川尚男、高田智史
    • 学会等名
      鳥取非線形研究会
    • 発表場所
      鳥取大学
    • 年月日
      2016-11-15 – 2016-11-16
  • [学会発表] 周期剪断下高密度分散系の粒子軌道に関する可逆・不可逆不連続転移2016

    • 著者名/発表者名
      川﨑 猛史
    • 学会等名
      第6回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2016-10-24 – 2016-10-26
  • [学会発表] Avalanches in Jammed Granular Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2016
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2016-10-23 – 2016-10-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Master Equation for Force Distributions in Dense Granular Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2016
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2016-10-23 – 2016-10-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 引力を持つ稀薄粉体ガスの.シアシックニングに関する理論2016

    • 著者名/発表者名
      髙田智史、早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 周期剪断下における高密度分散粒子系の.可逆・不可逆不連続転移2016

    • 著者名/発表者名
      川崎猛史, Ludovic Berthier
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 単純せん断変形下で降伏する高密度な粉体の乱流構造2016

    • 著者名/発表者名
      齊藤国靖、水野英如
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 摩擦粒子の剛性率の連続・不連続転移2016

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫、早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] Physics of non-Gaussian noise and its. applications2016

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      29th Marian Smoluchowski Symposium
    • 発表場所
      Zakopane, Poland
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonlinear shear modulus of granular materials: effect of friction2016

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      Packing: across length scale 2016
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear modulus of jammed frictional grains2016

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      The XVIIth International Congress on Rheology (ICR2016)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Granular turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      International Conference Patterns and Waves 2016
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Statistical mechanical approach to rheology of dense sheared granular flow: shear thickening and divergence of viscosity2016

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Statphys 26
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2016-07-18 – 2016-07-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic theory of shear thickening2016

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      International workshop on jamming and granular matter
    • 発表場所
      Queens Mary University of London,UK
    • 年月日
      2016-07-13 – 2016-07-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A stochastic approach to mechanics of jammed granular materials2016

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      International workshop on jamming and granular matter
    • 発表場所
      Queens Mary University of London,UK
    • 年月日
      2016-07-13 – 2016-07-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous energy cascades in dense granular materials yielding under shear2016

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      The Euromach colloquium 580 - Strongly nonlinear dynamics and acoustics of granular metamaterials
    • 発表場所
      Montbonnot, France
    • 年月日
      2016-07-11 – 2016-07-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-Gaussian noise and its applications2016

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Nonlinear Dynamics of Many Body Systems
    • 発表場所
      SUNY at Buffalo, NY, USA
    • 年月日
      2016-04-01 – 2016-04-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究課題 ジャムドマターの非ガウスゆらぎとレオロジー

    • URL

      https://sites.google.com/site/kakenhi2016b/

  • [学会・シンポジウム開催] ジャムドマターの非ガウスゆらぎとレオロジー2017

    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-11

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-01  

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