Letter 工学：粉体流中におけるテイラー渦の類似現象 2004年9月23日 Nature 431, 7007 doi: 10.1038/nature02901 同心回転円筒間でせん断を受ける流体中ではいくつもの三次元的不安定性が発生する。1923年のテイラーによる典型的な研究以来、これらは、流体流がどのようにして不安定化し、最終的にカオス状態または乱流状態に遷移するのか理解するために極めて重要であることが明らかになった。それに対して、粉体系（ナノ粒子から土石流まで）のダイナミクスの予測は、流体系よりも信頼性がはるかに低い。せん断を受けた場合、このような物質は流体に類似しているものの、固体のような応答、非平衡構造および偏折パターンが突然発生する。結果として、地球物理学的事象の分析や主として経験に基づく微粒子技術の性能に悪影響が及ぶおそれがある。今回、停滞防止のためガス流動化を利用して、粉体が、流体中での初期のテイラー不安定性に相当する渦を形成することを実験的に示す。しかし、我々の粉体流動層で観察された渦は、新規な混合−偏折遷移を伴う流体中における渦とは異なっている。その粉体流動層の渦は、動的相互作用の規模を直接変化させる新しい渦を発生させることによって、増大したひずみを軽減するようである。我々の観測結果は、粒子によるせん断伝達のメカニズムおよびその結果としての対流混合を理解する手掛かりとなる。 Full Text PDF 目次へ戻る
