散逸大自由度系の2つの実験

耗散大自由度系统的两个实验

• 批准号: 08454104
• 负责人: 佐野 雅己
• 金额: $ 4.93万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08454104/
• 关键词: 散逸大自由度系; ベナ-ル対流系; 熱対流系; 神経ネットワーク; 培養神経細胞

散逸大自由度系が示す複雑さの一つの典型は、アクティブな要素が多数相互作用することから生ずる複雑さであり、他の一つの典型は、系が自発的に階層性を形成し、しかも強い非線形性を有するため要素に分解できないことから来る複雑さである。共通する困難性は、どちらも強い非線形性と大自由度を有することであり、非線形振動やカオス的ダイナミクスが関わってくる複雑系の典型的な系である。この問題に実験的にアプローチするために我々は、2つの典型的な実験系を取り上げた。一つは、後者の典型例であり、熱乱流の発達乱流における普遍的法則を探求するもので、これまで全く未知であった、低プラントル数流体(液体金属やプラズマ)の発達乱流状態を形成し、乱流の統計量やスペクトラム、境界層の構造などを初めて計測した。3つのセルを製作することによりレーリー数で10^5から10^9という高範囲の乱流状態を実現した。その結果、従来知られていた高プラントル数流体の熱乱流のスペクトラムと大きく異なる結果を得た。特に、熱境界層と粘性境界層の逆転という新しい現象を見い出した。また、温度ゆらぎ時系列の新たな解析から熱乱流に特徴的なプルームが存在しない証拠を初めて示した。他の一つは、前者の典型例として、局所的な相互作用を行なうアクティブ要素系の例として培養神経ネットワーク系の実験を取り上げた。ラットの胎児の大脳皮質の神経細胞をコーティングしたシャレ-の上で培養することに成功し、神経細胞に特異的に染色するモノクロナール抗体を用いてできあがったネットワークの構造を調べた。また、顕微鏡下で温度、CO_2濃度を制御する実験システムを製作し、カルシウムの光学測定による集団活動の計測が可能になった。今後引き続き計測と解析を行なう予定である。

纪律程度显示的一种典型的复杂性是由许多主动元素引起的复杂性，而其他典型的元素是自愿形成层次特征的系统。元素是因为它具有很强的非线性。这两个常见的困难都是强烈的非线性和自我确定性，并且是涉及非线性振动和混乱动力学的典型复杂系统。我们采用了两个典型的实验系统，以解决此问题实验。一个是后者的一个典型例子，探索了热湍流的发育湍流中的普遍定律。首次。通过产生三个单元，在雷尼数中实现了10^5至10^9的高范围湍流态。结果，结果与常规高植物植物的几种流体大不相同。特别是，我们发现了热边界层和粘性边界层逆转的新现象。它还显示了时间序列中温度波动的新分析的第一个证据，表明热湍流中没有prome的特征。另一个是前者的典型示例，作为执行局部相互作用的活动元素系统的一个示例，我们进行了培养神经网络实验。ラットの胎児の大脳皮質の神経細胞をコーティングしたシャレ-の上で培養することに成功し、神経細胞に特異的に染色するモノクロナール抗体を用いてできあがったネットワークの構造を調べた。また、顕微鏡下で温度、CO_2濃度を制御する実験システムを製作し、カルシウムの光学測定による集団活動の計測が可能になった。我们计划将来继续测量和分析。

项目成果

T. Takeshita: "Thermal Turbulence in Mercury" Physical Review Letters. 76. 1465-1468 (1996)

T. Takeshita：“水星中的热湍流”物理评论快报。

T. Segawa: "High Rayleigh Number Flow in Low Prandfl Number Fluid" "Voha high Reynolds Number Flows" ed. by R. Dennely (Springer). (印刷中). (1997)

T. Sekawa：“低普兰德夫数流体中的高瑞利数流”“Voha 高雷诺数流”，R. Dennely 编（Springer）（1997 年出版）。