Slow dynamics in granular systems

Abstract

The following two aspects of the granular system were studied: (1) clustering in the granular gas under the weak gravity; and (2) stress distribution in the granular solid. As to (1), the numerical method which was the event-driven molecular dynamics for the two dimensional hard disk system, was used. A generally good agreement with the experimental result was obtained, but in some case at a very early stage of the simulations, it was found that the phenomenon of inelastic collapse for the parameter region that corresponds to the experiment. As to (2), molecular dynamics simulations were performed to study the roles of the force law between particle and the polydiversity for the stress distribution. The simulations were done on two dimensional poly-, bi-, and mono-diversive systems of disks. The appearance of the force lines was quite different from the poly- and bi-diversive case, but the normalized force distribution was very similar to the above case.

粒状系について以下の2項目を研究した。(1)粒状気体における、弱い重力下でのクラスタ化、および(2)粒状固体における応力分布。(1)については、2次元剛円板系に対する、事象駆動分子動力学の数値的手法を用いた。実験結果と大体良く一致した結果を得ることができたが、あるケースについては、シミュレーションのごく初期段階で、実験と対応するパラメータ領域で、弾力がなく崩壊する現象が発生した。(2)については、応力分布に対して粒子と高ダイバーシティー間の、力則の役割を検討するために分子動力学シミュレーションを行った。シミュレーションは2次元のpoly-、bi-、mono-のダイバーシティーの円板で実行した。力線の外観は、poly-とbi-のケースは全く異なったが、規格化された力の分布は、どのケースも良く類似していた。