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A04公募(2016-17) 和田 浩史

論文等 | 原著論文

2016

Yasuaki Morigaki, *Hirofumi Wada and *Yoshimi Tanaka,
Stretching an elastic loop: Crease, helicoid, and pop-out,
Physical Review Letters 117, 198003 (2016).

概要: 紙をリボン状に切り出し、輪っかをつくってから両端をひっぱる。十分輪っかが小さくなったとき、ある場合にはしわができてそのまま折れてしまうが、別の場合には輪っかにたまった「ねじれ」が突如、リボン全体に伝播してリボンが飛び上がる。この簡単な現象を実験、理論、シミュレーションを組みあわせて詳細に調べた。異なる転移を支配する幾何学的なパラメータおよび特徴的な長さスケールを特定し、リボンのふるまいを決める幾何学と力学の深い結びつきを明らかにした。

Daichi Matsumoto, Koji Fukudome and *Hirofumi Wada,
Two-dimensional fluid dynamics in a sharply bent channel: Laminar flow, separation bubble and vortex dynamics,
Physics of Fluids 28, 103608 (2016).

概要: 鋭い曲がりを持つ流路内の2次元的な流れを、ナビエストークス方程式の直接数値計算によって調べた。レイノルズ数10^4までのながれを分類し、層流の不安定化、エッジ後方での剥離、渦の周期放出のダイナミクスを特徴づけた。スケーリング則をもちいて流量損失や渦列のふるまいを議論した。これらの結果は、複雑な分岐構造をもつ肺気管内の空気の流れを理解するために役立つかもしれない。

Hirofumi Wada,
Structural mechanics and helical geometry of thin elastic composites,
Soft Matter 12, 7386-7397 (2016).

概要: 弾性リボンと膜からなる複合材料がらせんの形状をとるための力学的な仕組みと条件について理論的に考察した。結果は、ある種のバクテリアのらせん細胞やその他らせん的なかたちをとる自然界の構造物の理解に役立つ。