談話会・セミナー

第4回 理論グループ共通セミナー (講師:島田 尚 氏)
2009.10.20

日 時 2009年10月20日(火)午後4:30~
場 所 工6号館 3階セミナー室A
講 師 島田 尚
題 目 How to Swim in Sand

概 要
低レイノルズ数条件下に暮らす細菌の”泳ぎ方”が一見奇妙であるように、我々の日常から離れた物理条件に適した泳ぎ方は一般に直感に反することがあり、 物理の問題としても長く興味を持たれてきた。しかしながらより複雑な現象であると期待される粉体中での泳ぎについての基礎的な研究はほとんどされていな かった(砂漠に住むトカゲの一種等、砂の中を泳ぐ生物が実際に居ることは知られている)。
今回我々は粉体中で自律運動をするモデルスイマーの泳ぎの特性についてイベントドリブン型シミュレーションを用いて解析した。系統的なシミュレーション から、推進速度と移動効率についてそれぞれ最適な泳ぎの周波数が存在することが見出された。更に、最大の推進速度を与える泳ぎ周波数はスイマー周りの粉体 が気体的な状態に留まるタイムスケールと対応しており、最高の移動効率は粉体の固化-流動化の転移をスイマーがもっとも都合良く推進に活用できるような速 度に対応していることが分かった。
ref.) T. Shimada et al., Phys. Rev. E 80, 020301(R) (2009)

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