ジャミング・ガラス転移における協同運動と非線形レオロジーの解析

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21740286
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 波多野 恭弘 東京大学, 地震研究所, 特任助教 (20360414)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 粉体 / レオロジー / ジャミング転移 / 動的不均一 / ガラス転移

研究概要

ジャミング転移は粉体の流動・固化を記述する相転移的概念である。ランダムな構造が凍結され剛性が発現するという意味でガラス転移との関係が示唆されているが、そもそも動的性質を含めた現象論自体よく分かっていない。そこで本研究では高密度粉体の大規模な粒子シミュレーションによって、ジャミング転移の動的側面、とくに粒子の協同運動の発達と緩和時間の増大について定量化を行い、さまざまな物理量の指数的発散を同定した。

研究成果

• [雑誌論文] Constitutive law of dense granular matter (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. vol.258 ページ: 012006
• [雑誌論文] Critical scaling of granular rheology (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 雑誌名: Prog.Theor.Phys. Suppl.184 ページ: 143
• [雑誌論文] Critical slip distance in granular layers (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 36 ページ: L18304
• [雑誌論文] Growing length and time scales in a suspension of athermal particles (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 79 ページ: 050301(R)
• [学会発表] Derivation of Rate-State Friction Law (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: in Physics of Fracture and Related Problems II
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2012-01-18
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: 12th symposium on Continuum Models and Discrete Systems招待講演
  • 発表場所: コルカタ、インド
  • 年月日: 20110221-20110225
• [学会発表] Some statistical properties of granular avalanche (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: Recent Progress in Physics of Dissipative Particles招待講演
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Avalanche statistics of athermal particulate systems under shear (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano
  • 学会等名: in Precursors of Tribological Instabilities and Earthquakes Prediction
  • 発表場所: ベルリン、ドイツ
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] the b and c values are decreasing functions of shear stress : a model study (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano
  • 学会等名: 日本地震学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] Constitutive law of granular matter : numerical and physical experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: the 7th ACES international workshop
  • 発表場所: 小樽市
  • 年月日: 2010-10-07
• [学会発表] 摩擦による粉砕に関する簡単な理論 (2010)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] せん断変形を受ける非弾性粒子系におけるクラックリングノイズ (2010)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Frictional properties of fractal granular matter (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: International Conference on Science of Friction 2010招待講演
  • 発表場所: 志摩市
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Comminution of granular matter : scaling and rheology (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: 2^<nd> Debrecen Workshop on Statistical Physics of Fracture and other Complex Systems
  • 発表場所: デブレツェン、ハンガリー
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] On some time scales in athermal particulate systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: Dynamics of Glass and Jamming Transitions招待講演
  • 発表場所: プサン市、韓国
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] A constitutive law for granular friction (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: The 18th European Conference on Fracture
  • 発表場所: ドレスデン、ドイツ
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Cooperative motion in sheared granular matter (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: ISSP international workshop on soft matter physics : structural rheology
  • 発表場所: 柏市
  • 年月日: 2010-08-11
• [学会発表] Cooperativity in dense granular flow: structure and rheology (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: Pacific Rim Conference on Rheology
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Avalanche statistics in slowly sheared granular matter (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: Physics of Fracture and Related Problems
  • 発表場所: 東京文京区
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] Seismicity in athermal particulate systems under shear (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: Deformation, flow, and rupture of soft matter
  • 発表場所: リヨン、フランス
  • 年月日: 2010-07-09
• [学会発表] ガウジのフラクタル化に関する簡単な理論 (2010)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] A simple model for fractalization of fault gouge (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: European Geoscience Union General Assembly 2010
  • 発表場所: ウィーン、オーストリア
  • 年月日: 2010-05-03
• [学会発表] 粉体物理・砂礫流動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 第二回微小重力地質学研究会招待講演
  • 発表場所: 相模原市
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] 粉体の静止構造に埋まった空間構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 粉体レオロジーと動的不均一性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 古典および量子ダイナミクス・非平衡統計力学に関するワークショップ招待講演
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2010-02-13
• [学会発表] Scaling of the critical slip distance in granular layers (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] 粉体の摩擦法則と地震破壊のダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 愛知教育大学シンポジウム・摩擦の科学
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] 粉体せん断流における速度揺らぎの空間構造とレオロジー (2009)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所共同利用研究会
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] フラクタル粒子系のジャミング:応力鎖と剛性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 粉体層の動摩擦に関する実験:摩擦係数の速度依存性を中心に (2009)
  • 著者名/発表者名: 桑野修、安藤亮介、波多野恭弘
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Granular friction and microearthquakes (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009招待講演
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] 断層レオロジーと地震のスケーリング (2009)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 日本流体力学会年会
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Granular rheology and Cooperative motion of grains (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: Frontiers in Nonequilibrium Physics : Fundamental Theory, Glassy & Granular Materials, and Computational Physics招待講演
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] 粉体の摩擦法則:離散要素シミュレーションによる高速領域における臨界すべり量 (2009)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2009-05-18
• [学会発表] Granular friction : constitutive law and slip weakening mechanism (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hatano
  • 学会等名: European Geoscience Union General Assembly 2009
  • 発表場所: ウィーン、オーストリア
  • 年月日: 2009-04-24
• [学会発表] マクロ粒子系の流れにおける動的不均一性のダイナミクス
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 非平衡系の物理
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 00001118-00001120
• [学会発表] 粉体層における臨界すべり長のスケーリング (0)
  • 著者名/発表者名: 波多野恭弘
  • 学会等名: 日本地震学会秋季大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 00001023
• [学会発表] 岩石の高速摩擦特性に関する実験 (0)
  • 著者名/発表者名: 桑野修、波多野恭弘
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 00000327
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/hatano/jamming.html