講演情報
[O09-P02]強制振動により誘起されるクラスタリングとストライプパターン★招待講演
*坂口 英継1 (1.日本大学)
キーワード：
強制振動、クラスター化、パターン形成
コップの中に水と粉を入れコップを揺すると底に沈んだ粉が縞模様状に集まることがある。粒子間に引力がないにも関わらず揺することによって粒子が集まることがその原因と考えられる。学生物理実験でよく行われるクントの実験でも音波の振動によりコルクの粉が音の波長よりかなり短い周期の縞模様をつくることがある。強制振動により粒子が集まり縞模様を生じる簡単な数理モデルを考案し数値計算をおこなった。粒子密度とともに流体の粘性が増加するというアインシュタインの粘性法則をヒントに、ある粒子の近くに別の粒子がいると元と粒子の粘性摩擦係数が増加すると仮定して、多数の粒子系の強制振動のモデルをつくった。初期条件として直線上に等間隔で粒子を配置してシミュレーションすると、等間隔配置は不安定になり、いくつかのクラスターに分かれることが分かった。初期条件として、等間隔の正方格子状に粒子を配置すると、ライン状に粒子のクラスターができ、縞模様をつくることが分かった。その縞模様の波長は線形安定性解析で一番不安定な波長と大体一致していることも分かった。地球科学でも縞模様形成はよく見られるので、関連する現象について議論していただきたい。