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ボトルネック中の粉体輸送と熱雑音が誘起する亜臨界破壊に関する計算統計物理学的研究

粉末输运引起的亚临界断裂和瓶颈热噪声的计算统计物理研究

基本信息

批准号：
11J02102
负责人：
吉岡直樹
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、統計物理学の立場から生物学や工学、地球物理学といった分野における非平衡現象のメカニズムを明らかにすることを大きな目標として掲げている。特に、(1)ボトルネック中の粉体輸送と(2)熱雑音が誘起する亜臨界破壊について研究を行った。ボトルネック中の粉体輸送の研究としては、本年度は、昨年度のモデルついてより詳細に調べた。まず、(a)相としては3つ存在することが分かった。すなわち、unjammed flow相、plug相、そしてtrapped flow相である。(b)unjammed flow相は外力が小さいときに観られ、流量は負となる。(c)plug相は外力が中程度のときに観られ、壁が変形して粉体が局在化した状況である。さらに、(d)外力が十分大きいときに、別のtrapped flow相が存在することを見出した。この相においては、粉体粒子の多くは中心部で固化しており、それら粒子と壁との間にある1層の粉体粒子がベアリングのような働きをすることで、中心部の固化した粒子を効率よく運ぶということが分かった。また、(e)壁の固さを変化させたところ、これら3つの相が存在するという定性的な性質については変化が見られなかったが、相転移点が定量的に変化することが分かった。また、(f)壁の固さを強くすると、trapped flowでのみ流量が減少し、他の相では流量はほとんど変化しないことが分かった。この成果については日本物理学会の年次大会で報告した。亜臨界破壊については、熱活性ファイバーバンドル模型と呼ばれるモデルによる研究を行った。昨年度提案した新しいアルゴリズムの計算時間を調べたところ、(i)強度の乱れの分布が一様分布でもWeibull分布でも応力を下げると一定時間に収束していくことを見出した。また、(ii)ファイバーの数を増やすと、その2乗で計算時間が増加することも分かった。この成果についてはPhysical Review Eに投稿した。また、(iii)eqllal load sharingの場合について系の寿命のArrhenius則を導出した。これは前述のアルゴリズムによるシミュレーションでも確かめられた。(iv)Local load sharingの場合にも、乱れがない時と同様、システムサイズ依存性を考慮した修正Arrhenius則の仮説がうまくいくことも確かめた。

This research is from the standpoint of statistical physics, biology, engineering and geophysics. In particular,(1) powder transport in the production process and (2) thermal noise induced critical damage are studied. The research on powder transportation in the production process has been carried out in detail this year and last year. (a) There is no such thing as a ". Unjammed flow phase, plug phase, trapped flow phase (b)unjammed flow phase external force is small, flow is negative. (c) The plug phase is in the middle of the external force, and the wall is in the middle of the external force. (d) The external force is very large, and the trapped flow phase exists. The powder particles in the first layer are solidified in the center part, and the particles in the second layer are solidified in the center part. (e) The solid phase of the wall is changed to the solid phase of the wall, and the solid phase of the wall is changed to the solid phase of the wall. (f) The wall is strong, trapped flow is reduced, and the other phase is reduced. Report of the Annual General Meeting of the Japanese Physical Society The research on critical damage and thermal activity was carried out. Last year's proposal was to adjust the calculation time of the new model,(i) the distribution of the intensity,(ii) the Weibull distribution,(iii) the force distribution,(iv) the time distribution,(v) the intensity distribution, (ii) Increase in the number of entries, increase in the number of entries, and increase in the number of entries. The results of this review were published in Physical Review E. (iii) The Arrhenius of the life of the system is derived in the case of eqllal load sharing. This is the first time that I've ever seen a woman. (iv)Local load sharing in case of confusion, confusion, confusion