Hydrodynamic topology transitions: dimensionality and symmetry

流体动力学拓扑转变：维数和对称性

基本信息

批准号：
19H01859
负责人：
奥村剛
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Ochanomizu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

流体界面が、ちぎれたり、合一したりして、界面形状に特異な形状が現れる特異動力学現象は、相転移における臨界現象との類似性もあり、多くの物理学者や応用数学者の注目を集めてきている。本代表者は最近、擬二次元系での研究を実験・理論の両面から展開し数々の成果を上げてきた。本研究では、これらの研究を受け、次元性・対称性に着目し、閉じ込められた空間において、流体界面や滴やバブルの動力学に関する研究を進める。実験と理論を行き来しつつスケーリング則を確立することで物理現象の普遍性を解明することに力点を置き、同様の手法で種々の物理現象も幅広く研究する。本年度は、以下の進展があった。（１）固体ディスクによる粘性液体への空気の引き込み現象：引きちぎれる気体がシート状の場合とコーン状の場合があり、本年度は、コーン状の場合についての論文がPhys.Rev.Research誌での発表に至った。セルの厚みを系統的に変える実験にも着手した。（２）擬二次元の液中液滴の融合の動力学：　融合の初期に着目して、条件を変えて実験を進めた結果、初期の動力学は粘性ではなく慣性が支配していることがわかってきていたが、本年度はその成果をJ.Phys.Soc.Jpnで発表した。また、項目に関連する海外との共同研究も進め国際会議での発表も行った。（３）そのほか：擬二次元のセル中でのバブルの破裂・生成・上昇の動力学に関する実験・理論・シミュレーションによる研究も継続し、成果を物理学会で発表した。毛管上昇の基礎的な問題についても成果を会議等で発表した。本研究の精神で行った疑二次元粉粒体系の論文も論文誌にさらに成果を発表した。R03年4月から1年の月刊誌連載で、一般読者に向け本研究の内容に関連するエッセイを発表した。

在界面形状中撕裂或组合流体界面被撕裂或组合形状的奇异动力学现象类似于相变的关键现象，并引起了许多物理学家和应用数学家的注意。该代表最近从实验和理论开发了对伪2D系统的研究，从而取得了许多结果。在这项研究中，我们将重点关注维度和对称性，并将继续研究狭窄空间中流体界面，液滴和气泡的动力学。重点是通过在实验和理论之间切换缩放规则来阐明物理现象的普遍性，并使用相同的方法进行了广泛的研究。今年，取得了以下进展：（1）空气通过固体碟片吸入粘性液体：撕裂的气体可能是类似薄片的或类似圆锥形的，今年，有关锥形案例的论文发表在Phys.rev.Research中。我们还开始了一个系统地改变细胞厚度的实验。（2）准二维液滴融合的动力学：着眼于融合的早期阶段，我们进行了不同条件的实验，结果发现，发现初始动力学以惯性为主导而不是粘度，但是今年我们在j.phys.soc.soc.soc.soc.soc.jpn中介绍了结果。此外，与与这些项目有关的海外国家进行了联合研究，并在国际会议上进行了提出。（3）其他：关于伪2D细胞中爆发，形成和气泡的动力学动力学的实验，理论和仿真研究，并且在物理学会上进行了结果。会议上还提出了毛细管上升的基本问题的结果。本杂志上也发表了有关本研究精神进行的模拟二维粉末和颗粒系统的论文。 R.在2003年4月的每月杂志序列化中，从一年开始，他发表了一篇与本研究内容有关的文章。