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2011 年度 実績報告書

高密度粒子系の相関効果と非平衡相転移の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21540384
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)

キーワード粉体 / ジャミング / 摩擦 / 弱非線形解析 / 蠕動 / エントロピー生 / 履歴依存性 / 非ガウスノイズ
研究概要

本年度は研究課題に直結するテーマとして摩擦のある粉体のジャミング転移、せん断粉体流の弱非線形解析、それから粉体粒子の蠕動による運動における相転移の論文を刊行した。最初のものは、摩擦の存在によって見かけ上ジャミング転移の臨界点が幾つもあるように見える中で真の臨界点を同定し、更に摩擦の効果によって履歴依存性がある事を明らかにした。次の論文はジャミングより若干薄めの粉体流で疎密不安定が生じた後のパターン解析のために弱非線形解析を行い、時間に依存するギンツブルク・ランダウ方程式を導出し、不安定性の分岐が平均密度によって超臨界分岐から亜臨界分岐に変わる事を示した。最後のものは腸のような流路に閉じ込められた粉体を蠕動によって動かした際の流動に関わるジャミングと類似の相転移現象の存在を示したものである。
また、一見研究課題と直接関係なさそうなテーマで次の2論文の刊行を行った。一つは非平衡格子ガス系においてエントロピー生成率が一般に履歴依存性を持つ事を示した論文であり、そこで使った枠組はそのまま粉体系にも適用可能であると思われる。またもう一つは、粉体等でよく現れる非ガウスノイズを特徴づける新しい確率解析の提案と、その確率的エネルギー論の展開である。最後のものは現在PRLで印刷中である。
本年度は本研究計画の最終年ということもあって、多数の海外出張を行い、多数の招待講演及びセミナー発表を行うと共に海外の3つの国際会議の組織委員も務めた。その意味で研究成果発表が世界的に受け容れられると同時に研究者コミュニティへの貢献も大きかった一年とまとめられるだろう。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Phase transition in peristaltic transport of frictionless granular particles2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshioka, Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 85 ページ: 031302(1)-031302(7)

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.85.031302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic energetics for non-Gaussian processes2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Kanazawa, Takahiro Sagawa, Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 108(印刷中)(印刷中につき未だありません)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weakly nonlinear analysis of two dimensional sheared granular flow2011

    • 著者名/発表者名
      K. Saitoh and H. Hayakawa
    • 雑誌名

      Granular Matter

      巻: 13 ページ: 697-711

    • DOI

      DOI:10.1007/s10035-011-0283-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical scaling near jamming transition for frictional granular particles2011

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki, Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 83 ページ: 051301(1)-051301(9)

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.83.051301

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometrical expression of excess entropy production2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa, Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 84 ページ: 051110(1)-051110(6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.84.051110

    • 査読あり
  • [学会発表] Nonequilibrium entropy and response theory of dissipative particles2012

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      East Asia Joint Seminar on Statistical Physics 2012
    • 発表場所
      蘇州大学(中国)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-22
  • [学会発表] Nonlinear analysis of sheared granular flow : Beyond granular hydrodynamics2012

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      IUTAM Symposium Symposium "Mobile Particulate System"
    • 発表場所
      Bangalore (India)(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-25
  • [学会発表] Jamming transition at finite temperature2011

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      Unifying Concepts in Glassy Physics V
    • 発表場所
      IHES in Paris (France)
    • 年月日
      2011-12-16
  • [学会発表] Response theory around a non-equilibrium steady state in terms of full-counting statistics2011

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      Jamming, glasses and phase transitions
    • 発表場所
      IHES in Paris (France)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-07
  • [学会発表] Response theory around a non-equilibrium steady state in terms of full-counting statistics2011

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      Tamura Memorial Symposium
    • 発表場所
      大阪府立大(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-04
  • [学会発表] Introduction to nonequilibrium statistical physics2011

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      Nonequilibrium dynamics in astrophysics and material science
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(京都府)
    • 年月日
      2011-11-02
  • [学会発表] 非平衡定常状態周りの線形応答理論2011

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] Granular hydrodynamics : an overview and future perespective2011

    • 著者名/発表者名
      早川尚男
    • 学会等名
      Fluctuations and response in granular materials
    • 発表場所
      Aspen, (USA)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-29
  • [備考]

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~hisao/

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公開日: 2013-06-26  

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