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アイテム
Viscous segregation in partial-molten region as viewed from Lattice-Gas Cellular Automaton
http://hdl.handle.net/2241/6783
http://hdl.handle.net/2241/67833efd6a79-4a53-440d-afec-e0b3a29fdbcd
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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A1683.pdf (199.2 kB)
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| Item type | アイテムタイプT(1) | |||||
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| 公開日 | 2007-07-25 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | Viscous segregation in partial-molten region as viewed from Lattice-Gas Cellular Automaton | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||
| 著者 |
新村, 裕昭
× 新村, 裕昭 |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述 | 本論文は，火山活動の原因とも言える上部マントル部分熔融現象からメルトが集積・上昇してくる過程の解明のために，部分熔融体の複雑な流動様式を粘性構造の進化という観点から解析したものである。解析上，溶融体は粘性の異なる多相流体系の内部構造発展問題として扱い，その動きは多相流体シミュレーション手法を用いて普遍的な応力場の問題について計算し，内部構造の墓礎的な進化過程の1つとしての粘性分離現象について検討を行ったものである。 本研究ではシミュレーション手法として，流体運動の表現が簡潔で多相流体問題への応用が比較的容易だと期待されるLattice-Gas Cellular Automaton (LGCA)法を基礎に，2相の界面条件，粘性差，境界条件を導入することで2相流体問題への応用を試みた。2流体系のシミュレーションで粘性の差が導入された例はまれで，加えて，一様な混合状態から出発した2流体に，境界条件として基礎的である単純ずり応力がかかる平板を与えた研究例は今回が初めてである。そして本研究の計算から，粘性差のある2つの流体が混合した系が単純ずり応力を受けると，時間とともに低粘性の流体がずり応力方向に配置し高い濃集層を形成する可能性があることが，液体の分布形態と速度構造から明らかにされた。集積層は，系の幅のおよそ100倍程度の距離をずり応力方向にひずむあいだに形成されると推定された。また粘性差や応力，不混和度の程度などを変えた計算結果から，これらパラメータが集積層形成に与える影響を明らかにした。このような粘性と応力による内部構造の進化は粘性分離現象と呼ばれ，本研究においてもパイプ中の流れの計算で粘性分離現象の進化が確認されたが，本研究によって1流体系では均質な応力分布である平板間での単純ずり応力中でも粘性分離が進む可能性がはじめて指摘された。その原因として，粘性の異なる複数の流体系では，境界条件が単純ずり応力申でも粘性差のために内部の応力分布に不均質が生じて，構造的不安定を解消する方向へ変化していくためであると考えられる。また同時に，形成される低粘性層の境界の形状から，集積層形成の進行につれて高まる渦状の不安定性が集積を抑制し，層方向に集積程度の不均一性を与える効果が現れる可能一性も指摘された。 以上の計算によるシミュレーションの結果から，粘性分離現象が期待される条件範囲を系の流れの規模と粘性比，界面張力の規模から定性的に推定することが出来た。これから，マントル中の部分熔融体は流れの規模は小さいが，粘性差が極めて高く界面張力が効かない程度のスケールであるために，均質な分布で発生するメルトは粘性分離の影響を受けてずり応力方向に集積する可能性のあることが指摘された。単純ずり応力は部分熔融体をとりまく変形応力場と考えられるマントル流動やプレート運動においても，最も基本的で応用範囲の広い応力条件である。 結論として，融け残りマントル物質とメルトとの極めて高い粘性差とテクトニックな変形応力による粘性分離現象は，マントル部分熔融体からメルトが集積する問題において有効なプロセスの一つと考えられる。これまでの見解である密度差による浸透流プロセス以外に粘性分離過程の影響を考慮することは，部分熔融体の内部構造進化やメルトの集積問題のみならず，地球内部構造の進化発展問題に対する時聞・空問的知見を得るうえで重要である。 Evolution of an internal structure of two fluids system under shear has been investigated using Lattice-Gas Cellular Automaton method (LGCA). Model fluid system, which is intended to simulate partial molten state of the Earth, consists of two types of fluid having different viscosities. ... | |||||
| 書誌情報 |
発行日 1997 |
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| アクセス権 | ||||||
| アクセス権 | open access | |||||
| 取得学位 | ||||||
| 学位名 | 博士（理学） | |||||
| 取得学位 | ||||||
| 学位名 | Doctor of Philosophy in Science | |||||
| 学位授与大学 | ||||||
| 学位授与機関名 | 筑波大学 | |||||
| 学位授与機関名 | University of Tsukuba | |||||
| 学位授与年度 | ||||||
| 内容記述 | 1996 | |||||
| 学位授与年月日 | ||||||
| 学位授与年月日 | 1997-03-24 | |||||
| 報告番号 | ||||||
| 学位授与番号 | 甲第1683号 | |||||
| 関係URI | ||||||
| 関連タイプ | hasFormat | |||||
| 識別子タイプ | URI | |||||
| 関連識別子 | https://www.tulips.tsukuba.ac.jp/opac/volume/857312 | |||||
| 言語 | ja | |||||
| 関連名称 | 本文はOPACにあり | |||||
