2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12740224
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
柳田 達雄 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (80242262)
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| Keywords | パターン形成 / 粉体分離 / セルオートマトン / シミュレーション |
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| Research Abstract |
実験・モデル化・シミュレーション・数理解析の一体化により粉体分離現象(特に、回転円筒中における2成分粉体の分離現象)の総合的理解を目指し、連続体的側面と粒のサイズが無視できない離散的側面を持つ粉粒体の現象論を構築する事を目的とする。
本年度は既に基礎づけされているセルオートマトン・モデル(Phys.Rev.Lett.82(1999))の詳細な解析を行った。このモデルは粉粒体の性質を実効的摩擦力の差として現し、摩擦力と駆動力である重力との兼ね合いにより、上層面で粉体が移動する。解析の結果、このモデルにおいて内壁と粉粒体間の実効的摩擦力が重要な要因となり分離現象が起こる事を明らかにした。
また、実験において2種混合粉体系が浅層を成してなめらかな傾斜をころがる過程で初期の無秩序状態から縞状に分離する事を発見した。この現象を記述するため、セルオートマトンモデルを拡張し、シミュレーションを行った。パラメータ空間の大域的な探索を行い、無秩序状態から島状分離、縦縞パターン、横縞パターンと変化する遷移現象を発見した。さらに、セルオートマトンモデルとスピンモデルとの対応を調べた。
今後は、浅層粉体流における粉体分離メカニズムを明らかにする。
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