2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12640370
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
平田 隆幸 福井大学, 工学部, 助教授 (20202278)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 淳司 福井大学, 工学部, 助手 (70242584)
原田 義文 福井大学, 工学部, 教授 (60020202)
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| Keywords | すべり現象 / 摩擦 / 自己組織化臨界現象 / 多体disk / フラストレーション / 1 / fゆらぎ / ステックスリップ / 地震 |
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| Research Abstract |
すべりの多体disk模型は、すべり面問の介在物を2次元の多体diskによってモデル化したものである。すべりの多体disk模型のモデル実験をおこなうことにより、トルク時系列が1/fゆらぎをもつこと、stick-slipのサイズ分布がべき乗法則にしたがうことを明らかにしてきた。さらに、disk層の厚さや系にかけるせん断応力の歪み速度を変えた実験を系統的におこない、1/fゆらぎ、stick-slipのサイズ分布におけるべき乗則など時空間でのスケーリング構造が、実験条件(disk層の厚さ(3〜4層)、せん断応力をくわえる速度(角速度:1/8〜1/80Hz)、diskの充填密度(0.74〜0.79)を変えても成立していることを明らかにした。
すべりの多体disk模型におけるマクロな挙動としてのトルク計測と同時に、ミクロな素過程として、個々のdiskのダイナミックな挙動をビデオカメラによって計測した。実験で得た膨大な画像データを解析するための画像解析システムの開発し、diskの接触ネットワークや個々のdiskの移動、回転などのデータを得た。その結果、個々のdiskの挙動というミクロな素過程と、stick-slipの発生というマクロな挙動の間の対応関係を見いだした。さらに、多体disk系における応力伝達を定量的に調べるため、光弾性応力可視化装置の開発をおこなった。そのための基礎データとして、アクリルおよびアラルダイトの光弾性係数を求めた。そして、2種類の大きさのdiskをランダム充填した系に応力を加え、光弾性応力可視化装置をもちいて多体disk系における不均質な応力伝達(stress chain)パターンを得ることに成功した。また、不規則格子上の反強磁性相互作用をもつIsing spin系でのフラストレーションという観点から、すべりの多体disk模型にみられるstick-slipが説明できることを明らかにし、並列コンピュータによるシミュレーションを試みている。
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Research Products
(1 results)
