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2017 年度 実績報告書

固体の振動現象を支配する群構造の特定

研究課題

研究課題/領域番号 16K14117
研究機関大阪大学

研究代表者

垂水 竜一  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30362643)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード共鳴振動 / 非線形振動 / 磁性点群 / カラー対称性
研究実績の概要

これまで,固体の振動現象は点群と呼ばれる群構造を用いて記述されてきた.これは,固体の示す巨視的な物性はその点群に従うことを要請したノイマンの原理に従うものである.実際,この原理はこれまで微視的な分子振動から巨視的な弾性体の振動に至るまで,振動体の持つ点群対称性に応じて振動モードを分類することを可能としているが,当研究グループによる近年の非線形弾性体に対する共鳴振動解析によって,点群を用いた振動解析は非線形効果によって励起される高調和振動の対称性解析に適用することはできず,これには点群に時間反転操作を加えて一般化した磁性点群の導入が不可欠であることが指摘されている.そこで本研究では,磁性点群を用いた振動対称性が非線形弾性体の共鳴振動解析に限らず,より一般の振動現象についても適用可能であることを検証することを目的として研究を実施した.
当初の研究計画に従って,今年度は昨年度までに得られた二次元分子を解析対象とした非線形共鳴振動とその対称性の数値解析結果を基に,既存の理論(量子力学の摂動理論に基づく振動対称性の予測)と,当研究グループによって新しく提案された磁性点群に基づく共鳴振動対称性の分類結果を系統的に比較・検討した.その結果,解析を行った全ての共鳴振動モードにおいて三者が完全に一致することを明らかとした.この結果は,固体の振動現象が磁性点群によって支配されていること,また磁性点群が予測する「カラー(色)」と呼ばれる新しい振動対称性が現実の存在することを意味している.これは,当初の本研究の目的に他ならない.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] ひずみ勾配弾性理論を用いた共鳴振動現象のサイズ依存性解析2018

    • 著者名/発表者名
      木村 雄大,垂水 竜一,渋谷 陽二
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第93期定時総会講演会
  • [学会発表] 非線形弾性体の共鳴振動とグリューナイゼン定数の推定2017

    • 著者名/発表者名
      垂水竜一, 渋谷陽二
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
  • [学会発表] ひずみ勾配弾性体のフォノン振動モードとサイズ効果2017

    • 著者名/発表者名
      木村雄大, 垂水竜一, 渋谷陽二
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
  • [学会発表] 二次元周期構造体の基準振動モードとサイズ効果2017

    • 著者名/発表者名
      木村雄大,垂水竜一,渋谷陽二
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] 非線形分子振動に現れる高調和振動の対称性とその選択則2017

    • 著者名/発表者名
      垂水竜一,渋谷陽二
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会

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公開日: 2018-12-17  

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