研究概要個々の構成粒子の運動は単純でも、 集団となると予想外に複雑な挙動(ダイナミックス)を示す現象は身近に多く存在します。 流体力学・熱力学・(非平衡非線形)統計力学の法則を駆使し、 実験・理論・シミュレーションの3手法を用いて、 自然界で見られる様々な複雑な現象のメカニズムを解明していきましょう。
以下に、本研究室で行っている研究テーマの説明をしておきます。題目1:破壊の制御
内容1:物を破壊する時、 物はでたらめに壊れて破片が散らばるだけだと思われがちですが、 実は破壊にはある種の規則が存在するのです。 例えば、コップを床に落とすなどして急に壊れる場合には ガラスの破片のサイズ分布などが 統計的な分布を示すことが知られていますし、 また、ガラス板などを熱してから急に冷やすことによって壊れる場合には 急冷速度をコントロールすることによって 発生する亀裂の形状を直線状や波状など 規則的に制御できることが知られています。 破壊は通常あってはならないものだけど、 その壊れ方を制御できれば最悪の事故は回避できるので、 本研究室では破壊を制御できる事例を見つけていくことを目指します。
具体的には、ペーストを乾燥させて収縮により破壊する現象を扱います。 乾燥破壊においては通常は 干上がった沼地のようなセル状の等法的な亀裂パターンが発生しますが、 事前にペーストを揺するなどしておくと 乾燥時に現れる亀裂パターンを縞状・リング状・ラセン状など 自在に制御できることを見出したので、 そのメカニズムを探っていきます。題目2:複雑流体のダイナミックス
内容2:複雑流体とは、水などの単純な低分子から構成されるニュートン流体とは違い、 ソフトマター(高分子・液晶・ゾル・ゲル・ペースト)、 粉粒体(砂・粉・お米)、車、微生物、 などの 単純とは言えない構成粒子からなる流体のことを言います。 それらが集団として動こうとする場合、 状況に応じて液体の流動性・粘性と固体の弾性、 さらには塑性的な性質をも使い分けるため、 結果として複雑で面白いダイナミックスを示します。
具体的には、 鉛直に立てたパイプ中の砂の流れと高速道路を走る車による交通渋滞の比較、 砂を上から流した時にできる砂山のパターンや斜面流の性質、 砂丘や波打ち際の模様、 鉛直方向に振動する板の上に敷き詰めた砂の作る模様やソリトンの発生、 鳥や魚や微生物の群れが作るパターンやその動き、 などがあげられるので、 これらの様々な複雑流体のダイナミックスを調べていきます。題目3:パターン形成
内容3:「パターン形成」という分野は 「物の形がどう形成されるか?」を研究する分野です。 例えば、雪の結晶は単に水分子が集まってできているだけですが、 その形は単純な球とは限らず、 状況に応じて六角形の結晶のまわりに様々な形の枝が生えているのは、 皆さんも写真などで見たことがあると思います。 たしかに、生物系の形態形成の中には すでに遺伝的に形が決まっているものもありますが、 生物現象も含め自然界で現れるパターンの多くは 単純な物理法則によって支配されていることが多いので、 様々なパターンの形成メカニズムを探っていきます。
具体的には、フラクタルを含む不思議な結晶のパターンの形成、 ベロゾフ・ザボチンスキー反応などの化学反応系で見られる 自発的なリズムの形成や引き込み(同期)現象やカオスの発生、 バクテリアの集団(コロニー)が形成する幾何学的な空間パターン、 リーゼガング・リングなどに見られる空間的に不連続ながら規則的な沈殿模様、 などがあげられます。具体的な研究成果のページへ
研究設備倒立顕微鏡、純水製造機、恒温恒湿機、滅菌乾燥機、オートクレーブ、 クリーンベンチ、分光光度計、電子天秤、粘度計、水平振とう機、 鉛直加振機、レオメーター、レーザー変位計、ヘルムホルツコイル、 超音波発信機、万能試験機
卒研生・大学院生リスト
- 令和5年度
大学院生 植村千尋 (総合研究大学院大学・物理科学研究科・宇宙科学専攻・岩田研D5)
大学院生 小田桐和奏(奈良女子大学大学・人間文化総合科学研究科・数理科学専攻・狐埼研D1)
- 令和4年度
卒研生 今村永希 (航空宇宙工学科・村松研B4)
卒研生 高井真帆 (航空宇宙工学科・村松研B4)
研究生 小田桐和奏(航空宇宙工学専攻・村松研)
- 令和3年度
大学院生 小田桐和奏(航空宇宙工学専攻・村松研M2)
大学院生 馬場 龍 (航空宇宙工学専攻・村松研D1)
- 令和2年度
航空宇宙 關野雅、 澤朋子、 馬場大輔、 村杉拓郎
大学院生 小田桐和奏(航空宇宙工学専攻・村松研M1)
大学院生 馬場 龍 (航空宇宙工学専攻・村松研M2)
- 平成31年度(令和元年度)
航空宇宙 小田桐和奏、 田中佑実、 桃田一央、 高野由宇生
大学院生 馬場 龍(航空宇宙工学専攻・村松研M1)
- 平成30年度
航空宇宙 藤巻和宏、田口知哉、山ア喬輝、橋優梨子
研究生 馬場 龍(航空宇宙)
- 平成29年度
航空宇宙 小山洋平、 三雲滉大、 馬場 龍、 春藤文哉
大学院生 笹川 将(航空宇宙工学専攻・村松研M2)
インターン 田口知哉
- 平成28年度
航空宇宙 朝日千晶、 植村千尋、 瀬尾恭平、 田崎賢也
大学院生 笹川 将(航空宇宙工学専攻・村松研M1)
- 平成27年度
航空宇宙 笹川 将、 中谷雄太、 山本健登、 村本昂己
大学院生 石川諒馬(航空宇宙工学専攻・村松研M2)
- 平成26年度
航空宇宙 岩田 涼、 栗林純也、 青木達郎、 牧 昌史、 山本大輔
大学院生 内田恭輔(航空宇宙工学専攻・出井研M2)
大学院生 石川諒馬(航空宇宙工学専攻・村松研M1)
- 平成25年度 年間スケジュール
航空宇宙 米山瞭汰、 伊藤丸人、 小野崎陽仁、 坂下晃平、 石川諒馬
大学院生 内田恭輔(航空宇宙工学専攻・出井研M1)
インターン 栗林純也、 山本大輔
- 平成24年度
航空宇宙 内田大地、 内田恭輔、 渡邉広明、 柴崎純
インターン 伊藤丸人、 米山瞭汰
- 平成23年度
航空宇宙 平岡智輝、 田中里奈、 福田大吾、 林 緑也
インターン 内田恭輔、 内田大地、 渡邉広明
- 平成22年度
航空宇宙 関根聡史、 大貫達矢、 小野澤亮、 染谷和宏、 竹下毅、 山田裕士
- 平成21年度
航空宇宙 薄衣健悟、 小宮達郎、 櫻井公喜、 神野正倫、 松本晃
インターン 木村直彦、 小池竜
- 平成20年度 年間スケジュール
航空宇宙 浅香亮輔、 伊東啓太、 炭谷恵太、 藤掛泰人、 山ア太一、 徳永遼
大学院生 中山寛士(物理学専攻・糸井研M2)
- 平成19年度 年間スケジュール
航空宇宙 星野健太郎、神ア達範、 佐藤将仁、 林口永善、 山ア康弘、 平山俊介
インターン 井上祥子、 中井康太
大学院生 中山寛士(物理学専攻・糸井研M1)
- 平成18年度 年間スケジュール
航空宇宙 篠原雄 、 加藤充 、 金丸諒次、 稲垣翔太、 鳥飼晋平、 福島俊介
物理学科 荒井崇弘、 鈴木貴之
- 平成16年度
物理学科 中島協
- 平成15年度
物理学科 下川倫子
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