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Fundamental physics and impact response of hierarchical granular matter

分层颗粒物质的基础物理和冲击响应

基本信息

批准号：
18H03679
负责人：
桂木洋光
金额：
$ 28.12万
依托单位：
Osaka University (2019-2022)Nagoya University (2018)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H03679/
关键词：
粉体階層構造衝突力学特性

项目摘要

今年度は「階層構造を持つ高空隙率粒子群への固体弾衝突による衝突抵抗力の研究」，「付着性効果の高い微小粒子層の振動応答に関する研究」，「土壌団粒構造を模擬した階層粉体中における保水効果についての研究」，「粉体層への液滴衝突によるスプラッシングの研究」等の実験に取り組んんだ．研究計画の終盤にさしかかる中で，多くの実験研究に取り組みそれぞれについて一定の成果を得ることに成功した．また，昨年度までに得た結果の発表も順調に行った．特に今年度は他プロジェクトと一部共同的に取り組んんできた「砂山粉体層の回転による変形」について，付着強度評価手法の確立や摩擦を考慮した砂山変形モデルの開発などの著しい成果を得た．この成果は3編の論文としてまとめられそのうち2編は年度内に出版された．また，粉体層表面を可動板が繰り返しスイープすることにより粉体層表面に発生する周期的凹凸についても実験的研究を行った．この研究では，形成された凹凸地形を消去するためにはどのような手法が考えられるかについて実験的にアプローチした．得られた成果は論文として今年度に発表した．以上のように今年度は様々なテーマの研究について精力的に取り組んだと言えるが，中でも当初研究計画に照らして最も中心的となる成果は「階層構造を持つ高空撃率粒子群への固体弾衝突による衝突抵抗力の研究」であろう．この研究では，階層構造を持つ高空撃率粒子の破壊の影響が衝突抵抗力モデルの形式の中に顕に入ってくる形となることが実験の結果明らかになった，このような破壊を伴う脆い粒子群ターゲットの衝突応答物理についての先行研究はこれまで皆無であり，世界に先駆ける成果を得たものと言える．更に，空撃率の高い粒子群という特性は近年の小惑星リュウグウ探査で地球に持ち帰られたレゴリスサンプルでも見られており，本研究の成果はソフトマターの基礎物理のみならず，惑星科学的意義も大きい．

This year, we will focus on the following topics: "Study on the Conflict Resistance of Solid Particles with High Void Ratio in Hierarchical Structure,""Study on the Vibration Response of High and Medium Particle Layers with Adherent Effect,""Study on the Water Retention Effect in Hierarchical Powder with Simulation of Soil Particle Structure," and "Study on the Conflict Resistance of Liquid Droplets in Powder Layers." In the end of the research project, there are many successful results. The results of yesterday's survey were found to be in order. In particular, this year, a common set of "sand mountain powder layer return shape" is selected, and the strength evaluation method is used to establish friction. The results of this work are published in 3 series of papers and 2 series of papers within the year. The research on the periodic concavo-convex of the powder layer surface was carried out. This research is to form a rough terrain to eliminate the method of examination. This year's report is expected to be published in the next few years. This year's research is focused on the study of energy selection, research on hierarchical structure, persistence of high impact rate particle swarm and solid state conflict resistance. This study is based on the hierarchical structure of the particles in the high impact rate, the impact of the collision resistance, the form of the particles in the form of the particles. Furthermore, the characteristics of high impact rate particles are different from those of small and medium particles in recent years. The results of this study are of great significance to the basic physics of planetary science.