月や火星、小惑星などの表面を探査する小型ローバーに関する研究が広く行われている。その目的は様々であるが、このような天体の表面の多くは非常に細かい砂礫で覆われており、車輪や履帯または脚による移動機構を持つローバーが走行不能になる可能性が高い。従って、効率的に移動するためには砂礫とローバーがどのような力学(テラメカニクス)に支配されるのか明らかにする必要がある。 本研究は粉体解析に用いられるPEPT(Positron Emission Particle Tracking)を導入することでこれまで不可能であった砂礫粒子運動の3次元的な可視化を実現し、得られた車輪下の砂粒子の軌跡データから砂粒子の運動を明らかにし、それらと車輪の運動との関係を明らかにすることが目的である。 最終年度は、前年度3月に行った実験データを検討し、砂粒子の軌跡データの再現性を検討した。その結果、同じ初期位置の粒子軌跡でばらつきが確認された。これは車輪の通過後のわだちを観察すると、縞模様があり、規則的な変動があり、この変動中のどの位置が通過したかにより、軌跡にばらつきがあると考えられる。また、2次元的な動きを直接観察するため、容器側面に車輪を付けて運動を観察し、PEPTデータとの比較を行った。2次元断面の粉体層をビデオで観察し、PIV解析を行った。その結果、定性的には一致したが、定量的には十分一致しなかった。2次元と3次元の違いも考えられるが、2次元観察用の装置の再検討も必要であると思われる。
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