Fundamental physics and impact response of hierarchical granular matter

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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．