複雑液体としての粉体集団の流動特性

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ガスを流入することによって散逸粒子系である粉体粒子は流動化して液体の様に振舞う。しかしながら散逸系であり流動特性が非一様であること,「沸騰」など様々な現象が起きること等から真に複雑液体と呼ぶに相応しい対象である。本研究では,複雑液体としての流動特性を明らかにするため大学院生の市來健吾氏と協力して大規模な数値計算を行い次のことが明らかになった。即ち、ガス注入流速が熱力学的温度の役割をすること、揺動散逸関係を過程をして求めた粘性率が実験と定性的に一致すること(即ち強非平衡系でも揺動散逸定理の有効性を示唆した)、チャンネル相と呼ばれるガスの流路を形成して圧力が急激に下がる状態と沸騰相(バブルが出来る)との違いを明らかにしたことなどである。目下理論については構築中である。同時に一次元流動層のモデルを提唱し、交通渋滞のモデルとの類似性の指摘及び安定相と不安定相への非平衡相分離の記述のために正規化された長波方程式の導出、キンク・反キンクの進行速度、振巾、巾に対する選択問題と不安相中に安定相のドメンイが成長していく様子などを理論的に記述することに成功した。更にパワースペクトルの巾分布についても考察を加えている。他にも振動層におけるフェルミ分布の有効性を理論的に明らかにしてフェルミ流体論の適用の可能性を議論した