2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24340100
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
坂上 貴洋 九州大学, 理学研究院, 助教 (30512959)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電気粘性効果 / レオロジー / 相分離 / エマルジョン |
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| Research Abstract |
本年度は、非相溶な流体混合物における電気粘性効果を記述するための基礎的な枠組みの構築を中心に行った。二相の誘電率が異なると、電場下では界面にマクスウェル応力が発生し、界面の形状を異方的に変形させる。これを定量的に表現するために、ドメインの統計的な形状を表す界面テンソル、界面密度に電場依存性を含め、流動場下での界面テンソル、界面密度の時間発展を記述するDoi-Ohtaの理論に電場の効果を導入することを行った。
それにより得られる構成方程式を、単純せん断流下で、速度勾配方向に交流電場をかけた状況で解析を行い、最近、Na,Oriharaらが報告した特徴的な電場による動的なストレス応答を再現することに成功した。結果は、未だ予備的なものであり、今後、構成方程式の物理的意味を明確にし、必要であれば、改良を加えていく。この構成方程式は、非平衡条件下での異なる外場の交差効果を表現しているが、本質的に非線形性を有しており、弱い電場に対するクロスの応答も単純な線形応答とはならない。そのような交差効果を如何に特徴づけ、定量化していくかは、基礎的にも興味深い課題であり、今後の課題である。
また、より広い立場から電気粘性効果を捉えていくために、高分子溶液系での研究も視野にいれている。そのための予備段階として、高分子鎖に内在する記憶効果と異常輸送現象について、ミクロなモデルから出発して、一般化Langevin方程式による定式化を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非相溶の流体混合物における電気粘性効果を、ドメインの変形と結びつけ、界面ダイナミクスの立場から記述するという主目的に沿い、基本的な構成方程式を構築することが出来た。また、Na,Oriharaらによる実験結果を再現することにも成功し、今後、非平衡状態における交差効果の研究を進めていく上での足掛かりを得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に得られたブレンドの電気粘性効果を記述する構成方程式について、実験家との議論も踏まえながら、そこから得られる物理的描像、改良の可能性も含めて更なる考察をしていく。電場が強くなったときへの拡張や、高分子溶液での電気粘性効果の研究など、幅広く研究を展開する。現象論的理論の構築と並んで、シミュレーションコード開発にも着手する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
経費の大半は、新年度からの博士研究員雇用に伴う人件費にあてる。その他の主な用途としては、学会参加、研究議論のための旅費として使用する。
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