自由表面をもつ塑性体の非定常な流動に関する理論的研究

具有自由表面的塑性体非定常流动理论研究

基本信息

批准号：
18740233
负责人：
大信田丈志
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

液体と固体の中間的な存在である塑性体に着目し、自由表面をもつ塑性体が駆動力を受けておこなう非定常な運動の理論的研究に取り組んだ。これによりペーストや粉体などソフトマターの流動に見られる特徴的な実験事実を理解することを目指している。昨年度においては、まず非線形弾性論に応力緩和を組み込んだ等方的弾塑性モデルを構築し、続いて一定の外力で駆動される一定厚さの塑性流体の非定常な流動についての理論解析から、剪断流によって張力が発生すること、およびこの張力が塑性体内部に残留することを示した。これは、ペーストでの実験事実(中原明生氏らによって発見された乾燥破壊の記憶効果=「中原効果」の説明となり得る重要な知見である。昨年度の解析は、単純化のための制約をいくつか含んでいたが、本年度は一部の制約をゆるめた場合について検討をおこなった。まず振動外力に対する計算をおこない、やはり張力が発生することを示した。さらに空間次元を2次元でなく3次元に拡張した理論解析をおこない、中原氏らの実験に対応する異方的な応力状態が確かに存在することを示した。そのほか液膜厚さが一定であるという制約を除いた解析も試みたが、これは年度内の完成には至らなかった。ただし今回の研究期間中に得られた成果を発展させることにより、まもなく何らかの結果に到達できるものと期待できる。また、主に斜面流に関して得られた結果を整理して数学的な点での説明を補い、粉体における静力学的不定性との比較検討を追加したものを論文としてまとめた。この論文は、Physical Review Eに受理された。12月には、上記の中原氏らを講師として招待し、セミナーおよびミニ研究会を開催した。ミ二研究会では、実験・第一原理計算・現象論的モデルなど多様なアプローチが報告され、また討論も研究分野全体の将釆的進展に寄与しうる有意義なものであった。

针对存在于液体和固体之间的塑性体，我们对具有自由表面的塑性体响应驱动力的非定常运动进行了理论研究。通过这个，我们的目的是了解在软物质（例如糊剂和粉末）流动中观察到的特征实验事实。去年，我们首先构建了将应力松弛纳入非线性弹性理论的各向同性弹塑性模型，然后对恒定外力驱动下的恒定厚度塑性流体的非定常流动进行了理论分析，结果表明：张力是由剪切流产生的，并且该张力保留在塑料体内。这是一个重要的发现，可以用糊剂解释实验事实（干断裂的记忆效应=中原昭夫等人发现的“中原效应”）。但是，今年，我们取消了一些限制。首先，我们对外部振动力进行了计算，结果表明仍然会产生张力。我们还进行了理论分析，将空间维度扩展到三个维度，如 Nakahara 等人所描述的与实验相对应的各向异性应力分布。我们还尝试了一种消除液膜厚度恒定限制的分析，但这在当前研究期间尚未完成。预计能够达到这样的结果。此外,主要对与坡流相关的结果进行了总结,并补充了数学点的解释,并增加了与粉体静不定性的比较研究。本文整理为论文。。被Review E接收。12月，我们邀请了上述中原先生等人作为讲师，举办了研讨会和小型学习小组，报告了多种方法，讨论很有意义，可以为未来做出贡献。整个研究领域的进展。