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2023 年度 研究成果報告書

流れない液体の時空構造の第一原理的解明を目指す液体論と乱流理論の共同展開

研究課題

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研究課題/領域番号 18K03459
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関鳥取大学

研究代表者

大信田 丈志  鳥取大学, 工学研究科, 助教 (50294343)

研究分担者 後藤 晋  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 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, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (30456751)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
キーワードラグランジュ的な相関 / 揺動応答関係 / 変位相関 / 剪断歪み相関 / 応答関数 / コロイド液体 / 一列縦隊拡散 / 乱流
研究成果の概要

液体を濃密にすると流動性が失われて非結晶固体となる現象の機構を理論的に解明するために、液体を構成する粒子の運動の時空構造を調べた。コロイド粒子の変位の計算に乱流理論の手法を応用することで、粒子の協同運動を示す統計量に対する解析的なアプローチが可能となる。これと数値計算を組み合わせて、たとえ流動性が失われるには至らない程度の濃度であっても、粒子が互いの運動を妨げ合う効果が、ある程度の広がりをもつ時空相関として検出できることを示した。

自由記述の分野

物理学(特に流体物理学およびレオロジー)

研究成果の学術的意義や社会的意義

非結晶固体や濃密液体は、我々の日常生活に欠かせない存在でありながら、その挙動の第一原理的な解明は統計物理における難問であり続けている。他方、数値計算や実験技術の進展に伴い、前世紀末から今日に至るまで多くの研究が報告されており、非常に関心の高い分野である。
このような分野において、本研究は、基礎方程式に基づく解析的な手法の開拓と具体化を目指した。その過程で得られた変位相関の挙動に関する知見は、今後、この分野での第一原理志向の理論の構築に手がかりを与え、また理論の試金石となることが期待される。

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公開日: 2025-01-30  

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