Dynamics of granular systems

Abstract

The purpose of this study is to investigate phase changes in inelastic hard disk system with a heat bath in the weak gravity for granular fluidization. The effect of gravity on the fluidization of granular system was examined by numerical simulations. It was demonstrated that the system undergoes a couple of phase changes as the ratio of external driving force to the gravity was changed. Upon increasing the heat bath temperature, the system shows distinct three phases, namely, the condensed phase, the locally fluidized phase, and the granular turbulent phase. Their dynamics are very different not only from an ordinary molecular system but also from a usual vibrational bed system.

この研究の目的は、粒状流動化のために、弱い重力下にあって熱浴にある非弾性剛体円盤系の相変化を調べることである。粒状系の流動化に対する重力の効果を、数値シミュレーションにより調べた。この結果、熱浴の温度を増加させると、系は相変化を行うことが分かった。すなわち、温度の上昇に従って、凝縮相、局部的流動相、および粒状乱流相、の3個の明確に定義された相が出現する。それらの相の挙動は、普通の分子系のみならず、通常の振動床系とも非常に異なるものである。