動的画像処理による液晶のソフトモード乱流の時空揺らぎの研究

利用动态图像处理研究液晶软模湍流的时空波动

• 批准号: 13640384
• 负责人: 長屋 智之
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13640384/
• 关键词: 液晶; 散逸構造; 画像解析; 揺らぎ; パターン形成

液晶の電気流体力学的対流(EHC)は,印加電場の周波数,電圧,印加磁場の大きさによって様々な種類が存在する。また,リフシッツ周波数f_Lの前後で対流の構造が大きく変わる。今年度の研究では,垂直配向セルに対して観測の容易なf_L以下の周波数領域で解析を行った。本研究で明らかになった結果を以下に示す。1.ソフトモード乱流は,ゴールドストーンモード(波数0で緩和時間が無限大のモード)の存在に起因する。セルに水平方向の磁場を印加すると,液晶分子が傾く方向が磁場の方向になるためにゴールドストーンモードが抑えられる。そこで,磁場の強さを変化させながらソフトモード乱流の揺らぎの解析を行った。磁場がない場合は,揺らぎの緩和時間が無限大,即ち緩和周波数=0,であるが,磁場の印加と共に緩和周波数が増大することが明らかになった。磁場が存在しない場合は,ソフトモード乱流の揺らぎの特徴は,第2種の相転移を起こす系の揺らぎの特徴と非常に類似していることがわかった。即ち,ソフトモード乱流の揺らぎの緩和周波数は,規格化電圧ε=(V^2-V_c^2)/V_c^2に比例することがわかった。2.高電圧で出現する乱流状態のEHCである動的散乱モード1領域(DSM1)での揺らぎの解析を行った。1500Gの磁場下では,対流が磁場方向にドリフトがすることが報告されていたが,DSM1は乱流状態であるために,磁場がない場合はドリフトの有無が分からなかった。ドリフト速度の磁場,電場依存性を,動的画像処理法を応用して測定したところ,測定した全ての磁場領域でドリフトは存在していた。ドリフトは磁場に関するフレデリクス転移の閾値磁場以上は顕著になることが分かった。ドリフト速度は磁場に対してほとんど依存しないことが明らかになった。

The electrohydrodynamic current (EHC) of liquid crystal is due to the existence of different types of electric field cycles, electric voltage and magnetic field. The structure of the current before and after the frequency f_L is large. This year's research is aimed at analyzing the frequency domain below f_L for the vertical alignment measurement. The results of this study are shown below. 1. The cause of the existence of turbulence (wave number 0, relaxation time infinite) The liquid crystal molecules tilt in the direction of the horizontal magnetic field. In this case, the magnetic field strength changes, and the turbulence analysis is carried out. In the case of magnetic field, the relaxation time is infinite, i.e., the relaxation cycle number =0, and the total relaxation cycle number of magnetic field increases. In the presence of a magnetic field, the characteristics of turbulence are very similar to those of phase shift. That is, the number of mitigation cycles of turbulence is normalized to ε=(V^2-V_c^2)/V_c^2. 2. EHC in turbulent state due to high voltage and dynamic dispersion in DSM1 1500G magnetic field, the current direction of the magnetic field,DSM1 turbulence state, magnetic field, the presence or absence of the current direction. The image processing method for determining the magnetic field dependence of the velocity of the magnetic field is used to determine the existence of the magnetic field. When the magnetic field is above the threshold, the magnetic field is below the threshold. The speed of light is dependent on the magnetic field.

项目成果

T.Nagaya, J.M.Gilli, C.Chevallard: "Zig-zag et instabilite electrohydrodynamique dans une paroi d'Ising""Proceedings of the Conference 4eme Rencontres du Non lineaire 2001", Non Lineaire Publications. 117-122 (2001)

T.Nagaya、J.M.Gilli、C.Chevallard：“Zig-zag et instabilite electroHydrodynamique dans une paroi dIsing”“2001 年 4eme Rencontres du Non lineaire 会议记录”，Non Lineaire Publications。

長屋智之: "高性能フリーウェアを使った画像解析システムの紹介"固体物理. 37巻3号(予定). 143-150 (2002)

Tomoyuki Nagaya：“使用高性能免费软件的图像分析系统简介”，第 37 卷，第 3 期（暂定）（2002 年）。