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今年度はせん断粉体の雪崩的な崩壊現象に関連した時間スケールの異なる現象に関する研究を実施した。特に、粉体層に一定速度で物体を押し込んだ際に発生する雪崩的な抵抗力の分布に関して、ゆっくりと進行する平均的な力の増大のスケーリング則と、短時間で発生する雪崩的なスリップ由来のサイズ分布に関する統計則を明らかにした。また、せん断を加えた粉体に関して、短期的なスケールで加えた変形が、長期的なスケールの巨視的現象に与える記憶効果についても研究を進めた。成果は各種の学会で発表し、成果をまとめた論文も投稿中である。
雪崩的な抵抗力に関しては、これまでアコースティック・エミッションなどによる間接的な実験などがほとんどで、その応答を直接計測した先行研究は存在しなかった。そこで、２次元系でのシミュレーションを実施し、その応答のパラメータ依存性を詳細に調べた。近年、ある種の平均場モデルでその振る舞いのユニバーサルな記述の存在が予言されていたのであるが、我々のシミュレーションではそれとは全く異なる臨界指数を示す結果が出ており、従来の単純な描像との食い違いが明らかになった。
また、巨視的な記憶効果に関しては、近年粉体を含む摩擦粒子系で着目されているシア・ジャミングと呼ばれる現象との対応を明らかにした。特に、これを記憶効果として記述する新たなプロトコルに基づいたシミュレーションを実施するとともに、臨界点近傍でごくわずかなせん断によって、固体的な層が崩壊して一気に流動化するメルティングとも呼べる現象を発見している。これは、ある種の大規模地震の発生とも考えられ、それの詳細な検討を実施しているところである。
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