ナノバブルのマルチスケール性とマクロ記述可能性の解明

阐明纳米气泡的多尺度性质和宏观描述

• 批准号: 21J00034
• 负责人: 中野 裕義
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: The University of Tokyo (2022)Keio University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J00034/
• 关键词: 大規模分子動力学シミュレーション; アクティブマター; マイクロバブル; 非平衡ゆらぎ; 非平衡相転移; 分子動力学シミュレーション; 揺らぐ流体力学

最近の研究により、アクティブマターと呼ばれる非平衡系でマイクロバブルが安定に存在していることが発見された。今年度はこのマイクロバブルの性質を明らかとするため、三つの研究を行った。1. アクティブブラウン粒子系は最も簡単なダイナミクスに従うアクティブマターの一種であり、マイクロバブルが数値的に観測されている数少ない例である。そこで、この系の大規模シミュレーションを行い、先行研究の追試を行うとともに、パラメータ依存性やシステムサイズ依存性などの先行研究で報告されていない要素の調査を行った。2. 1に続いて、アクティブブラウン粒子系の自然な異方的拡張によって得られる異方的自己駆動力を持つアクティブブラウン粒子系の大規模数値シミュレーションを行った。その結果、異方的自己駆動力を持つアクティブブラウン粒子系のマクロな静的振る舞いが異方的なランダム外場で駆動される格子ガスモデルのマクロな静的振る舞いと等価であることがわかった。さらに、異方的自己駆動力を持つアクティブブラウン粒子系は相分離を起こすが、その臨界現象はダイポール長距離相互作用するイジング模型の普遍性クラスに属する。これらの結果は実験的に困難である二次元駆動格子ガスモデルや二次元長距離相互作用系で見られる物理現象の実験的実現がアクティブブラウン粒子系によって達成できることを示唆しており興味深い。3. 最後に、通常のアクティブブラウン粒子系で見られるマイクロバブルが自己駆動力の異方性によって取り除かれていくことを数値的に明らかとした。シミュレーションでは小さな異方性によってバブルは即座に取り除かれたが、その閾値についてはより詳しい調査が必要である。

の recent study に よ り, ア ク テ ィ ブ マ タ ー と shout ば れ る non-equilibrium system で マ イ ク ロ バ ブ ル が settle に exist し て い る こ と が 発 see さ れ た. The nature of this year 's を <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> とするため とするため and とするため research を った is った. 1. ア ク テ ィ ブ ブ ラ ウ ン particles is the most も は Jane 単 な ダ イ ナ ミ ク ス に 従 う ア ク テ ィ ブ マ タ ー の a で あ り, マ イ ク ロ バ ブ ル が of the numerical に 観 measuring さ れ て い る number less な い example で あ る. そ こ で, こ の is の large-scale シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line い, leading research の after try を う と と も に, パ ラ メ ー タ dependency や シ ス テ ム サ イ ズ dependency な ど の first study で report さ れ て い な い elements の survey line を っ た. 2. 1 に 続 い て, ア ク テ ィ ブ ブ ラ ウ ン particles is の natural な different side of the company, zhang に よ っ て have ら れ る different parties own 駆 power を hold つ ア ク テ ィ ブ ブ ラ ウ ン particles is の mass the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. そ の results, different parties own 駆 power を つ ア ク テ ィ ブ ブ ラ ウ ン particles is の マ ク ロ な static vibration る dance い が's party な ラ ン ダ ム outfield で 駆 dynamic さ れ る grid ガ ス モ デ ル の マ ク ロ な static vibration る dance い と etc 価 で あ る こ と が わ か っ た. さ ら に, different parties own 駆 power を つ ア ク テ ィ ブ ブ ラ ウ ン particles is separating the は を up こ す が, そ の critical phenomenon は ダ イ ポ ー ル long-distance interaction す る イ ジ ン グ model の universality ク ラ ス に genus す る. は こ れ ら の results be 験 に difficult で あ る secondary yuan 駆 dynamic grid ガ ス モ デ ル や interaction between secondary yuan long wearing で ら れ る physical phenomena の be 験 be present が ア ク テ ィ ブ ブ ラ ウ ン particle system に よ っ て reached で き る こ と を in stopping し て お り tumblers deep い. 3. The final に, usually の ア ク テ ィ ブ ブ ラ ウ ン particle wearing で ら れ る マ イ ク ロ バ ブ ル が 駆 power の different party their sexual に よ っ て in り except か れ て い く こ と を the numerical に Ming ら か と し た. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で は small さ な square difference に よ っ て バ ブ ル は namely seat に take り except か れ た が, そ の threshold numerical に つ い て は よ り detailed し い が necessary で あ る.

项目成果

Molecular dynamics study of nonequilibrium long-range correlation under shear flow

剪切流下非平衡长程关联的分子动力学研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroyoshi Nakano;Yuki Minami
• 通讯作者: Yuki Minami

Rainbow Nambu-Goldstone mode under shear flow

剪切流下的 Rainbow Nambu-Goldstone 模式

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Minami;Hiroyoshi Nakano;Yoshimasa Hidaka
• 通讯作者: Yoshimasa Hidaka

Molecular dynamics study of shear-induced long-range correlations in simple fluids

简单流体中剪切引起的长程相关性的分子动力学研究

• DOI: 10.1103/physrevresearch.4.023147
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Nakano Hiroyoshi;Minami Yuki
• 通讯作者: Minami Yuki

一様せん断流下にある二次元表面上での連続対称性の破れと長距離秩序

均匀剪切流下二维表面连续对称破缺与长程有序

• 发表时间: 2021
• 作者: 中野裕義

異方的アクティブブラウン粒子系が示すミクロ・マクロ相分離と臨界現象

各向异性活性布朗粒子体系表现出的微观宏观相分离和临界现象

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野裕義;足立景亮
• 通讯作者: 足立景亮