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2020 年度 実績報告書

ナノ領域における熱制御を目指した移動型局在振動の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04020
研究機関京都大学

研究代表者

木村 真之  京都大学, 国際高等教育院, 特定講師 (00551376)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード非線形局在振動 / 非線形動力学 / 格子振動
研究実績の概要

本研究の主目的である移動型局在振動の基礎解析について,主として柔軟なFPU(Fermi-Pasta-Ulam)-NKG(Nonlinear-Klein-Gordon)混合格子における縦型・横型・回転型の非線形局在振動(ILM: Intrinsic Localized Mode)の移動性について検討を行った。その結果,縦型と回転型は比較的移動しやすく,横型はそうでは無いことが明らかとなった。また,移動型ILMの移動性は静止型ILMの安定性と強く結びついており,空間対称性の異なる2種のILMが安定性を交替するような場合に動きやすいことが明らかとなった。また,それら2種の静止型ILMのエネルギー差は,移動型ILMの移動を妨げる傾向にあることを明らかにした。
一方,2自由度振動子の棒バネを直線状に配置し,それぞれの先端に永久磁石を取り付けることで非線形相互作用を導入したモデルについて,移動型ILMの生成可能性を数値的に検討した。モデルにおけるパラメータ,すなわち棒バネの共振周波数や磁気相互作用の強さは,実物を製作して実験することにより同定した。結果として,2自由度振動子列においても,その一方の端点を強制加振することで移動型ILMを生成することが可能であることを示した。
さらに,結晶格子中の不純物による局在モードに関した研究として,電気回路の共振回路アレイについても検討を行った。外部から近づけられたコイルが不純物となり,共振回路アレイに電流分布が局在した解が生じる。適切な近似の下に解析解を導出することに成功し,空間対称性の異なるモードの周波数差を極小にする条件を可視化した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Approximate solutions for localized modes appearing in resonant circuit array with an external shorted coil2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masayuki、Mogi Yamato、Doi Shinji
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 12 ページ: 194~204

    • DOI

      10.1587/nolta.12.194

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 柔軟なFPU-KG混合格子における回転型非線形局在振動の安定性と移動性に関する数値的検討2021

    • 著者名/発表者名
      山口 郁馬, 木村 真之, 土居 伸二
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
  • [学会発表] 2次元共振回路アレイにおける局在モードの近似解に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      杉田 昌太郎, 木村 真之, 土居 伸二
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 磁気結合2自由度振動子列における移動型局在振動の数値的検討2021

    • 著者名/発表者名
      木村 真之, Lee Jung-Jin, 土居 伸二
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Localized modes induced by distributed impurities in resonant circuit arrays2020

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kimura, Yamato Mogi, Shinji Doi
    • 学会等名
      The 13th CHAOS 2020 International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] A tight-binding model for charge transport in silicate layers2020

    • 著者名/発表者名
      Juan F. R. Archilla, Yusuke Doi, Masayuki Kimura
    • 学会等名
      The 13th CHAOS 2020 International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental observation of supratransmission in a mass-spring chain with suppression effect of reflection2020

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Watanabe, Masayuki Kimura
    • 学会等名
      2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Finding moving intrinsic localized modes based on stability of static intrinsic localized modes in flexible FPU-KG mixed lattices2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuma Yamaguchi, Masayuki Kimura, Shinji Doi
    • 学会等名
      2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学教育研究活動データベース

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/sJ4yL

  • [備考] 木村真之の教育・研究活動

    • URL

      https://turbine.kuee.kyoto-u.ac.jp/~kimura/indexJ.html

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公開日: 2021-12-27  

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