| 研究課題/領域番号 |
25610106
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
長峯 祐子 宇部工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (50344049)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 非平衡開放系 / 相分離 / 銀 / アンチモン / 時空間パターン / モデル化 / 数値シミュレーション |
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| 研究実績の概要 |
従来、振動反応に伴う時空間パターンは、反応拡散メカニズムで説明されてきた。このメカニズムでは、物質の酸化・還元の状態の違いがパターンとして観測され、その時間変化が、伝搬パターンになると理解されている。近年発見された、電極表面上に発生する銀とアンチモンで形成される時空間パターンは、白い縞は銀リッチで、黒い縞は酸化アンチモンリッチになっており、物質の濃度の違う２相が縞を形成して伝搬することで、時空間パターンが形成されている。この現象は従来の反応拡散メカニズムでは説明できない。そこで本研究では、非平衡開放系で生じる「伝搬するパターンを誘起する相分離（異種物質間の空間的な分離）」としてこの現象を捉え、モデルを構築し、数値シミュレーションによりモデルの妥当性を確認することを目的としている。
銀は導体で、酸化アンチモンは絶縁体であるため、電極表面上の銀とアンチモンの時空間パターンの基本モデルとして「定電場が印可された、導体絶縁体混合系」を仮定し、Onsagerの変分原理とCahn-Hilliard方程式を組み合わせた独自のモデルを、前年度導出した。また、その結果、定電流モードで相分離が誘起されることがわかった。
今年度は、その、「定電流モードでの相分離」の数値シミュレーション結果の振舞を、細かく調査するため、導体絶縁体混合系における、導体及び絶縁体の濃度比や、各物理定数（電極に印加される定電流値など）を変化させて数値シミュレーションし、相分離の傾向を調べた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
今年度は、研究代表者（当報告者）の異動があり、新しい職場で研究室を構えることになった。研究室の立ち上げに時間が掛り、当初予定していた計画より、やや遅れることになった。しかしながら、遅れながらも研究をすすめ、新しい結果を得ることはできた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度（平成２６年度）では、前年度（平成２５年度）に得られた結果（モデル式の導出、及び、定電場の2つのモード（定電流モードと定電圧モード）での相分離挙動の考察）を英語論文にまとめ、英文校閲会社の校閲に出しており投稿準備はほぼ完了している状態にある。次年度では、即、投稿するつもりである。
また、本年度の研究では、提案したモデルで誘起される、「定電流モードでの相分離」の数値シミュレーション結果の振舞を、細かく調査するため、導体絶縁体混合系における、導体及び絶縁体の濃度比や、各物理定数を変化させて数値シミュレーションし、結果を得たため、その結果を別の英文論文にまとめるに至っている。次年度では、この論文を推敲し、次年度中に投稿することを目指している。
平成２５年度及び平成２６年度にまとまった研究成果が得られたので、次年度では国内学会だけでなく、国際学会にも発表する予定である。
今後の研究内容としては、平成２６年度以降の研究計画に記述した、「定常的に動き続ける性質に寄与している“定ストライプ幅の保持”のシミュレーション」を行うため、平成２５年度に構築したモデルに荷電の効果を加えて、数値シミュレーションし、相分離の挙動を考察する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は、研究代表者（当報告者）の異動があり、新しい勤務先での研究室の立ち上げに時間がかかったため、当初予定していた、国際学会及び国内研究打ち合わせに行くことができなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究が遅れたため、データ整理の研究補助をお願いする予定である。また、平成25年度26年度にまとまった結果が得られたので、研究打ち合わせ、国内学会、国際学会に積極的に参加予定である。雑誌投稿を始めるため、雑誌投稿費を使用予定である。
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