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2018 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)
齊藤 国靖  東北大学, 数理科学連携研究センター, 准教授 (10775753)
大槻 道夫  島根大学, 学術研究院理工学系, 講師 (30456751)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードジャミング / レオロジー / 非ガウスゆらぎ
研究実績の概要

2018年度以降に科研費メンバーを集めた研究連絡会を3回開いた他に、研究代表者を中心にして2週間のミニ滞在型国際会議と小規模な国際会議を何れも京大基研で開催して、情報連絡を行った。
研究代表者、分担者の原著出版論文は印刷中を含めて16篇であり、投稿中のプレプリントは11篇にも及ぶ。この多数のプレプリントは、プロセスで揉めている論文が多い事もあるが、研究成果がまとまりつつある段階にあると考えても良い。また印刷中を含めた出版論文のうち3篇は高インパクトファクターのPhysical Review Lettersである点は特筆すべきである。また解説論文3篇は広く研究成果を世に問うのに役立っていると自負している。
褒章関係では代表者の早川がPTEP特別表彰を受けた事と、分担者の川崎が凝縮系科学賞を受けた事及び分担者の大槻と早川の研究が2018年流体力学会で注目論文に選ばれた事は特筆すべきであろう。また早川の研究室OBの佐野友彦が物理学会若手奨励賞に輝いた事及び、分担者の大槻が阪大准教授に昇進し、分担者ではないが毎回研究連絡会に参加している早川研究室OBの高田智史が東京農工大のテニュアトラック准教授になった点は本研究成果の一環として記載して良いだろう。
主な研究成果として(1)非ガウスノイズに駆動されたアクティブマター多体系の有効引力、(2)非ブラウニアンサスペンションのジャミング点近傍での粘性率の発散理論、(3)振動剪断粒子系のシミュレーションによるシアジャミング、フラジャイル状態の特定、(4)振動粉体層の砂山形成, (5)粉体レオロジーの非局所理論の進展、(6)粉体乱流と雪崩による塑性流動の関係等である。その他、固定ターゲットに粒子流を当てた際の抵抗や後背流、粉体中で球形粒子が動く際に働く抵抗力の研究等にも成果があった。

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

研究概要に記載した通り、特にプレプリント段階の研究成果が多く出ており、概ね順調に進展していると言える。しかし、そのうちの幾つかは投稿後の審査段階で揉めた結果であり、特に研究代表者の出版論文が少なかったのは残念であった。

今後の研究の推進方策

これまでに引き続き本研究計画の最終年度である本年度にまとまった成果が出るように邁進する。研究連絡会は既に5月に行ったものを含めて9月ともう一回の3回程度行う予定である。研究計画申請時には最終年度に国際会議を行う予定であったが、研究代表者を中心に2020年度に内外の一流の研究者を集めた5週間の国際滞在型研究を開催することが決まったので、その準備を行う必要がある。
研究内容については、剪断下の2体相関の異方性の理論の構築と接触点の角度分布との関係を確立する事が急務である。その他、非ガウスゆらぎとトポロジーの関係にも注目して理論の構築を急いでいる。

  • 研究成果

    (65件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 7件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 27件、 招待講演 9件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] Universite Paris Diderot/Universite de Montpellier(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universite Paris Diderot/Universite de Montpellier
  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Cambridge
  • [国際共同研究] Universtaet Konstanz(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Universtaet Konstanz
  • [国際共同研究] University of Twente/Delft University of Technology(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      University of Twente/Delft University of Technology
  • [国際共同研究] Universidad de Extremadura(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Universidad de Extremadura
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      5
  • [雑誌論文] Theory for the rheology of dense non-Brownian suspensions: divergence of viscosities and mu-J rheology2019

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

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 864 ページ: 1125-1176

    • DOI

      doi.org/10.1017/jfm.2019.5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theory of applying shear strains from boundary walls: linear response in glasses2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Onuki, Takeshi Kawasaki
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 150 ページ: 124504/1-17

    • DOI

      doi.org/10.1063/1.5082154

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Slow dynamics coupled with cluster formation in ultrasoft-potential glasses2019

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

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 150 ページ: 074503/1-15

    • DOI

      doi.org/10.1063/1.5086379

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rotational sound in disordered granular materials2019

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh, Rohit K. Shrivastava, and Stefan Luding
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 99 ページ: 012906/1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.99.012906

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transition rates for slip-avalanches in soft athermal disks under quasi-static simple shear deformations2019

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh, Norihiro Oyama, Fumiko Ogushi, and Stefan Luding
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 15 ページ: 3487-3492

    • DOI

      10.1039/C8SM01966E

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct observation of turbulent like vortex-cluster formation in three-dimensional granular flow2019

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

      Physical Review Letters

      巻: 122 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-local effects in inhomogeneous flows of soft athermal disks2019

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh and Brian P. Tighe
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 122 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Collective Motion of Repulsive Brownian Particles in Single-File Diffusion with and without Overtaking2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ooshida, Susumu Goto and Michio Otsuki
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 20 ページ: 565/1-23

    • DOI

      doi.org/10.3390/e20080565

  • [雑誌論文] Two-tag correlations and nonequilibrium fluctuation-response relation in ageing single-file diffusion2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ooshida and Michio Otsuki
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 30 ページ: 374001/1-17

    • DOI

      doi.org/10.3390/e20080565

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 統計物理学と対称性 ゆらぎの定理2019

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 57 ページ: 54 - 59

    • DOI

      10.11501/3212987

  • [雑誌論文] Elastic wave propagation in dry granular media: effects of probing characteristics and stress history2019

    • 著者名/発表者名
      Hongyang Cheng, Stefan Luding, Kuniyasu Saitoh, and Vanessa Magnanimo
    • 雑誌名

      International Journal of Solids and Structures

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-Gaussian noise without memory in active matter2018

    • 著者名/発表者名
      Etienne Fodor, Hisao Hayakawa, Julien Tailleur, and Fredric van Wijland
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 98 ページ: 062610/1-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.98.062610

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Rheology of dilute cohesive granular gases2018

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

      Physical Review E

      巻: 97 ページ: 042902/1-13

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevE.97.042902

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction and classification in equation-free collective motion dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujii, Takeshi Kawasaki, Yuki Inaba, and Yoshinobu Kawahara
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 14 ページ: e1006545/1-21

    • DOI

      doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006545

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discontinuous shear-thickening in Brownian suspensions2018

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

      Physical Review E

      巻: 98 ページ: 012609/1-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.98.0012609

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolating long-wavelength fluctuation from the structural relaxation in two-dimensional glass: cage-relative displacement2018

    • 著者名/発表者名
      Hayato Shiba, Peter Keim, Takeshi Kawasaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 30 ページ: 094004/1-9

    • DOI

      doi.org/10.1088/1361-648X/aaa8b8

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Relaxation Dynamics of a Granular Pile on a Vertically Vibrating Plate2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tsuji, Michio Otsuki, and Hiroaki Katsuragi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 ページ: 128001/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.128001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 周期的剪断を受けた粉体におけるシアジャミング2018

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫、早川尚男
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 37 ページ: 532-535

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 粉体乱流-マクロとミクロをつなぐ架け橋へ2018

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴、齊藤國靖
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 73 ページ: 469-474

    • DOI

      doi.org/10.11316/butsuri.73.7_469

    • 査読あり
  • [学会発表] Shear jamming, DST, dilatancy and compaction in oscillatory sheared granular materials2019

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      BulbulFest 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Shear jamming, DST and fragile of frictional granular materials under oscillatory shear2019

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Viscoelastic sound damping in granular materials2019

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      Granular Matter Across Scales, Lorentz Center
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-Gaussian noise without memory in active matter2019

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会74回年会
  • [学会発表] The characterization of dense.jammed matter: mutual relationships among the shear-jammed, fragile.states and the discontinuous shear thickening2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Entropy, Information and Order in Soft Matter
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Particles flows behind an intruder:.from Stokesian flow to tubulent flow2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      The 9th Hungary-Japan Bilateral Joint Workshop on Statistical Physics of Breakdown Phenomena
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theory for the rheology of dense non-Brownian suspensions2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      10th European Solid Mechanics Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear jamming of frictional spheres under oscillatory shear2018

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      10th European Solid Mechanics Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of the time-scales that support violation or preservation of Stokes-Einstein relation in supercooled water2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      Designer soft matter 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of the time-scales that support violation or preservation of Stokes-Einstein relation in supercooled water2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      Unifying Concepts in Glass Physics VII
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress relaxation above and below the jamming transition2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      Shechtman-Suresh Convocation & Honorary Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A non-equilibrium phase transition in particle trajectories near the jamming transition2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      International mini-workshop on Nonequlibrium transport and phase transition in novel materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ジャミング転移点近傍における粒子軌道の可逆性に関する非平衡相転移2018

    • 著者名/発表者名
      川崎猛史
    • 学会等名
      第32回分子シミュレーション討論会
  • [学会発表] A non-equilibrium phase transition in particle trajectories near the jamming transition2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      Soft Matter Physics: from the perspective of the essential heterogeneity
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 第13回凝縮系科学賞受賞講演:過冷却液体の構造とダイナミクスに関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      川崎猛史
    • 学会等名
      第12回領域横断研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] History-dependent shear jamming of granular materials under oscillatory shear2018

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      9th international conference on Multiscale Materials, Modeling
    • 国際学会
  • [学会発表] Time dependent interaction between intruders in the granular media2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      9th international conference on Multiscale Materials, Modeling
    • 国際学会
  • [学会発表] 粉体中の音波に関する数値的および理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤國靖
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年度秋季大会
  • [学会発表] ブラウン粒子の不連続シアシックニング2018

    • 著者名/発表者名
      川崎猛史
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年度秋季大会
  • [学会発表] 周期的せん断を受けた粉体におけるシア・ジャミング2018

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年度秋季大会
  • [学会発表] プロトコルに依存したシアジャミング: フラジャイル相と不連続シアシックニングの関係2018

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年度秋季大会
  • [学会発表] 周期的せん断を受けた摩擦粒子系におけるShear Jamming2018

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫
    • 学会等名
      計算粉体力学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 周期的剪断を受けた粉体におけるシアジャミング2018

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫
    • 学会等名
      日本流体力学会年会 2018
  • [学会発表] Effective interactions between intruders in nonequilibrium environments2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Physics of Jammed Matter
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-local effects in inhomogeneous flows of soft athermal disks2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      Physics of Jammed Matter
    • 国際学会
  • [学会発表] The reversible-irreversible transitions in particle trajectories near the jamming transition2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      Physics of Jammed Matter
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear jamming, discontinuous shear thickening and fragile state in frictional grains under oscillatory shear2018

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      Physics of Jammed Matter
    • 国際学会
  • [学会発表] Discontinuous shear-thickening in Brownian suspensions2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic theory of shear thickening for inertia suspensions2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction and drag in non-equilibrium environments: from the study of granular materials2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic theory for discontinuous shear thickening of frictional granular disks2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear modulus of granular materials near jamming transition2018

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical mechanics of rheology of dense suspensions2018

    • 著者名/発表者名
      Hisao Hayakawa
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-local flow behavior of soft athermal particles2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Saitoh
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] History-dependent shear jamming of frictional grains under oscillatory shear2018

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Classification of the reversible-irreversible transitions in particle trajectories near the jamming transition2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawasaki
    • 学会等名
      Rheology of disordered particles -suspensions, glassy and granular materials
    • 国際学会
  • [学会発表] 濃厚サスペンションのレオロジーの理論2018

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      東大物性研研究会「ガラス転移と関連分野の最先端研究」
  • [備考] kakenhi2016b 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] Physics of Jammed Matter2018

  • [学会・シンポジウム開催] Rheology of disordered particles - suspensions, glassy and granular materials2018

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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