Theoretical study on nonequilibrium phenomena in driven-dissipative systems

驱动耗散系统非平衡现象的理论研究

• 批准号: 21H01006
• 负责人: 早川 尚男
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01006/
• 关键词: 駆動散逸系; 非平衡統計熱力学; レオロジー; Mpemba効果; 粉体; 幾何学ポンプ; ASEP; 非対称単純排他過程; ジャミング

繰り越しもあって２年分の研究実績をまとめて報告する。研究計画の中で最も大kな経費を占めていたのはポスドクの雇用であった。先ず21年度にポスドクの国際公募をかけて1名の雇用を決め21年10月から雇用した。その後、彼は別経費で雇用することになったので、22年度に改めて国際公募によって新たなポスドクを23年1月から雇用することになった。その雇用の切り替えの間にギャップがあり計画に若干の修正が必要になったものの、最初のポスドクとは3篇の共著論文（うち2篇は出版済或いは印刷中）を出し、順調な成果を挙げることができた。謝辞に明記した本課題に直結する研究論文は20篇あり、PRLへの出版論文もある。また査読中の論文も多数ある。また研究分担者の高田が物理学会若手奨励賞を受賞し、代表者及び分担者の指導する学生が物理学会学生優秀発表賞に輝いた。解説等は4篇あり、東京新聞やIUPAP100周年記念オンライン講演会等アウトリーチに関連した発表が7件ある。また代表者の指導する学生3名が博士学位を取得し、そのうち1名は特任助教となった。主な研究成果は出版済のものに限定しても、１）固有値解析に基づく粉体の剛性率の決定、２）3体問題による粉体レオロジーの特徴付け、３）摩擦の前駆現象、４）不純物を持つ多種粒子非対称単純排他課程の厳密解、５）粉体剪断系のソフト化、６）濃厚コロイドへのボール落下に対する応答、７）非マルコフ過程でのポンプ効果、８）稀薄粉体ガスの理論、９）ストレス雪崩のレオロジーへの影響等、多岐にわたっている。その他、投稿済の成果として１０）多成分稀薄サスペンションの理論、１１）慣性サスペンションのレオロジー相転移、１２）幾何学的量子熱力学の基礎理論、１３）量子ペンバ効果と呼ばれる異常緩和現象の研究がある。これらの研究成果はいずれも駆動と散逸が共にある非平衡系に対する理論的研究になっている。

由于结转，我们将对两年的研究成果进行总结和报告。聘请博士后是该研究计划中最大的开支。首先，2021年我们进行了博士后国际公开招聘，决定聘用1人，从2021年10月开始聘用。之后决定单独聘用他，所以我们决定从2023年1月开始通过2012年的国际招聘聘用一名新的博士后。虽然因就业变动存在差距，计划需稍作修改，但第一位博士后发表了三篇合着论文（其中两篇已发表或正在印刷），并取得了不错的成绩。列表。与本项目直接相关的研究论文20篇，并在致谢中注明，部分论文已发表在PRL上。还有很多论文正在审稿中。此外，共同研究员高田获得物理学会青年鼓励奖，代表兼共同研究员授课的学生获得物理学会学生杰出演讲奖。与外展相关的有四种解释和七种演示，例如《东京新闻》和《IUPAP 100 周年在线讲座》。此外，代表指导的3名学生获得博士学位，其中1人成为特聘助理教授。尽管主要研究成果仅限于已发表的成果，1）基于特征值分析的粉末刚性测定，2）利用三体问题表征粉末流变性，3）摩擦前驱现象，4）严格分析多种含杂质颗粒的非对称简单排除过程。 5) 粉末剪切系统的软化，6) 对落球进入致密胶体的响应，7) 非马尔可夫过程中的泵送效应，8) 稀粉末气体理论，9) 应力雪崩的流变学。其他提交的成果包括10）多组分稀悬浮液理论，11）惯性悬浮液流变相变，12）几何量子热力学基础理论，以及13）称为量子潘巴效应的反常弛豫现象的研究。所有这些研究成果都是对同时发生驱动和耗散的非平衡系统的理论研究。

项目成果

Correlation function and linear response function of homogeneous isotropic turbulence in the Eulerian and Lagrangian coordinates

• DOI: 10.1017/jfm.2021.357
• 发表时间: 2021-05
• 期刊: Journal of Fluid Mechanics
• 影响因子: 3.7
• 作者: T. Matsumoto;M. Otsuki;Takeshi Ooshida;S. Goto

Dilatancy of frictional granular materials under oscillatory shear with constant pressure

• DOI: 10.1051/epjconf/202124902011
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: EPJ Web of Conferences
• 作者: Daisuke Ishima;H. Hayakawa

Eigenvalue analysis of amorphous solids consisting of frictional grains under ahermal quasistatic shear

由摩擦颗粒组成的非晶固体在非热准静态剪切下的特征值分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 周諭来;富田隆文;Mahesh Tirumalasetty Panduranga;素川靖司;Sylvain de Leseleuc;大森賢治;井嶋大輔
• 通讯作者: 井嶋大輔

Rheology of dilute granular gas mixtures where the grains interact via a square shoulder and well potential

稀颗粒气体混合物的流变学，其中颗粒通过方肩和井势相互作用

• DOI: 10.1063/5.0132127
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physics of Fluids
• 影响因子: 4.6
• 作者: Yoshii Kiwamu;Takada Satoshi;Kurosawa Kosuke;Poschel Thorsten
• 通讯作者: Poschel Thorsten

摩擦を持つ粉体における複素弾性率のスケーリング

粉末中复数模量的摩擦缩放

• 发表时间: 2022
• 作者: 大槻道夫;早川尚男
• 通讯作者: 早川尚男