| 研究課題/領域番号 |
18K03459
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
大信田 丈志 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (50294343)
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| 研究分担者 |
後藤 晋 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40321616)
松本 剛 京都大学, 理学研究科, 助教 (20346076)
大槻 道夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (30456751)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | コロイド液体 / 変位相関 / 剪断歪み相関 / 剪断弾性 / 変形勾配テンソル / 乱流 / ラグランジュ的な相関 |
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| 研究実績の概要 |
液体が濃密化に伴って流動性を失う現象の背後にある時空構造に対し、乱流理論にヒントを得たラグランジュ的な統計量によるアプローチを推進し、さらに乱流の統計理論との対比について議論しつつ、コロイド液体に関する理論的な研究を行った。前年度以来、Covid19問題のために実際の会合が行いにくい状況が続いたことから、代わりにZoomによる打ち合わせを隔週で行うことで研究を進めた。
本研究で扱うコロイド液体とは、斥力相互作用する多数のブラウン粒子が懸濁した系の液体状態のことをいう。このような系は、密度を上げるにつれて流動性が失われ、最終的にはマクロな剪断弾性が出現して「流れない液体」となる。この過程に着目してコロイド液体を扱った多くの先行研究において、剪断歪みや剪断応力の相関が特徴的な4倍角パターンを示すことが報告された。これは局在した塑性変形に対する弾性体の応答として解釈できる一方、固体には程遠いような比較的低い密度でも見られることから、この相関は、マクロな弾性に先立つミクロな弾性の現れとして注目されてきた。
我々は、弾性論をコロイド液体の第一原理的な解析に結びつける場としてミクロな変形勾配テンソルに着目すべきだと考え、そのような場のラグランジュ的な相関を用いて剪断歪みの相関を求める理論を構築した。これにより我々は、剪断歪みの相関を粒子の変位相関と結びつける関係式を導出した。我々の関係式を用いれば、変形勾配の相関が分かれば変位相関も剪断歪み相関も計算できるので、変形勾配の相関を現象論的な弾性モデルから求めた場合に、その弾性モデルのパラメータが変位相関や剪断歪み相関にどのように反映されるのかを調べることができる。その結果、変位相関から剪断弾性を読み取るほうが、剪断歪み相関から剪断弾性を読み取るよりも容易であることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
前年度以来、新型ウィルス感染症Covid19の影響は深刻であり、未だ研究の遅れを取り戻すには至っていない。
もともと本研究プロジェクトは、全メンバーが集まり机や白板を囲んで議論するスタイルを前提としているが、これが実行できなくなった。Zoomによる打ち合わせが部分的な代替策として機能してはいるが、理論的な研究における共同作業を行うには十分なものとは言えない。特に遠隔での会合は時間が細切れになる傾向があり、まとまった時間を研究に振り向けて集中的に議論することが難しくなっている。もちろん前年度のような出張が全面禁止されるような状況は緩和されたとはいえ、出張後の自宅待機措置で授業や卒業研究指導に影響が出ることを考えると安易なことはできず、研究を進めにくい状況が続いた。
さらに、本来2020年に参加を予定していた国際会議は、開催が1年延期された末に、オンラインでの開催となった。 この会議にはポスター発表で参加したが、通常の形態での開催に比べてポスターへの来訪者は非常に少なく、討論や情報交換にも多大な困難を感じた。 得られたフィードバックは皆無ではなかったものの、当初の想定よりは乏しい成果にとどまった。
加えて、遠隔授業の事前準備や事後作業に時間を取られる状況も、前年度よりは少し改善されたとはいえ、今なお研究時間の確保を難しくする原因となっている。
以上の理由により研究は依然として遅れており、再度の補助事業期間延長を申請して承認を得たところである。
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| 今後の研究の推進方策 |
依然としてCovid19問題による制約が残る状況は如何ともしがたいので、引き続き、Zoomによる遠隔会合を中心とせざるを得ない。 その際、遠隔会合や遠隔学会などのためのパソコンの性能要求は日ごとに上昇する傾向にあるため、少しでも古いパソコンだと、たとえば前日まで使えていたパソコンがZoomのバージョンアップで使えなくなったり、処理に制限が生じたりするおそれがあった。この問題に関しては、遠隔会合用のパソコンを2021年度中に新たに購入したので、しばらくは性能不足の問題は心配しなくてよいと思われる。
なお、ワクチンの進展などに伴い、今までよりも出張のリスクが低下し直接対面で議論を行える状況になる可能性も考えられなくはない。その場合には、機会をのがさないように会合の場を迅速に設定する。ただし、懸念材料は、自宅待機期間が生じることによる授業への影響なので、それを最小化できるような日程を考える必要がある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初、2020年の時点で国際会議を想定して予算を組んでいたが、これがまず延期され、続いて遠隔開催となり、そのために海外旅費が不要となったことが主な理由である。
いずれにしても科研費プロジェクトとしては最終年度であったものを F-14-CV により再延長している状況であるため、次年度の使用計画については、成果発表に関する費用を中心に検討を行う予定である。
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