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気体分子運動論による気液二相流体の高精度計算手法の構築と界面ダイナミクスへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 25820038
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関北海道大学

研究代表者

小林 一道  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80453140)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード気体論境界条件 / 蒸発・凝縮 / 気液界面 / Boltzmann方程式 / Enskog-Vlasov方程式 / 気体分子運動論 / 分子気体力学 / 蒸発係数 / 凝縮係数
研究成果の概要

本研究は気体分子運動論を用いて気液界面の気体論境界条件(Bolatmzann方程式に対する気液界面の境界条件)を決定することを目的としている.更に,本申請研究により得られた気体論境界条件を用いて,キャビテーション気泡の崩壊などに代表される気液二相流の数値解析を行う.本申請研究にて,Enskog-Vlasov方程式を基とした数値計算(Enskog-DSMC法)を行うことで,蒸発・凝縮が起こっている気液界面の気体論境界条件が液体温度のみで指定されることを示した.更にこの結果を用いて,流体力学方程式に適用可能な気液界面の境界条件を提案した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 非平衡蒸発・凝縮下の気液界面における蒸発流束の評価2016

    • 著者名/発表者名
      今 美沙紀, 小林 一道, 佐々木 清文, 渡部 正夫
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 29 ページ: 493-500

    • NAID

      130005145070

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid temperature dependence of kinetic boundary condition at vapor-liquid interface2016

    • 著者名/発表者名
      Misaki Kon, Kazumichi Kobayashi, Masao Watanabe
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 99 ページ: 317-326

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.03.088

    • NAID

      120006491476

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics study on evaporation and reflection of monatomic molecules to construct kinetic boundary condition in vapor-liquid equilibria2015

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Kobayashi, Kazumasa Hori, Misaki Kon, Kiyofumi Sasaki, Masao Watanabe
    • 雑誌名

      Heat and Mass Transfer

      巻: First online 号: 9 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1007/s00231-015-1700-6

    • NAID

      120006337747

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Method of determining kinetic boundary conditions in net evaporation/condensation2014

    • 著者名/発表者名
      Misaki Kon, Kazumichi Kobayashi, Masao Watanabe
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 26 号: 7 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1063/1.4890523

    • NAID

      120005457027

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation on evaporation molecules in a vapor-liquid equilibrium state2014

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Kobayashi, Kazumasa Hori, Hisao Yaguchi, Masao Watanabe
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1628 ページ: 404-410

    • DOI

      10.1063/1.4902621

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アルゴンーネオン二成分系における気体論境界条件に関する分子動力学シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木 清文,今 美沙紀,小林一道,藤井 宏之,渡部 正夫
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・春日市)
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 非定常蒸発・凝縮下の気体論境界条件に関する数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      今 美沙紀,小林 一道,渡部 正夫
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2015
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enskog-Vlasov 方程式による液膜と壁に挟まれ た気体のせん断流れに関する数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      今 美沙紀,小林 一道,渡部 正夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 反射衝撃波によって誘起される非凝縮性気体を伴う蒸気の凝縮現象に関する分子気体力学に基づく数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      永山 貴大,藤井宏之, 小林 一道,渡部 正夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 気液界面における速度分布関数の非平衡性が蒸気の流れに与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      今美沙紀,小林一道,渡部正夫
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非平衡気液界面における気体論境界条件の液体温度依存性に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      今美沙紀,小林一道,渡部正夫
    • 学会等名
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀 (東京都江戸川区)
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Enskog-Vlasov方程式による非平衡気液界面における分子の蒸発・反射過程に関する数値計算2014

    • 著者名/発表者名
      今美沙紀,佐々木清文,小林一道,渡部正夫
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation on evaporation molecules in a vapor-liquid equilibrium state2014

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Kobayashi, Kazumasa Hori, Hisao Yaguchi, Masao Watanabe
    • 学会等名
      29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
    • 発表場所
      Hilton Xi’an Hotel(Xi'an, China)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical analysis of kinetic boundary conditions at net evaporation/condensation interfaces in various liquid temperatures based on mean-field kinetic theory2014

    • 著者名/発表者名
      Misaki Kon, Kazumichi Kobayashi, Masao Watanabe
    • 学会等名
      29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
    • 発表場所
      Hilton Xi’an Hotel(Xi'an, China)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度差を有する二液膜間で起こる定常蒸発・凝縮現象における凝縮係数の平均場運動論を用いた考察

    • 著者名/発表者名
      今 美沙紀, 小林 一道, 渡部 正夫
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都府中市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Enskog-Vlasov方程式による温度差のある二液膜を用いた非平衡蒸発・凝縮現象の数値解析

    • 著者名/発表者名
      今 美沙紀, 小林 一道, 渡部 正夫
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Enskog-Vlasov方程式による気液界面の気体論境界条件に関する数値シミュレーション

    • 著者名/発表者名
      小林 一道, 今 美沙紀, 大橋 広太郎, 渡部 正夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 平均場運動論による温度の異なる2つの液膜間での定常蒸発・凝縮の数値計算

    • 著者名/発表者名
      今 美沙紀, 小林 一道, 渡部 正夫
    • 学会等名
      第50回 日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      ウェスティンホテル仙台(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of Nonequilibrium Phase Change Phenomena between Two-liquid Slabs with Different Temperatures

    • 著者名/発表者名
      Misaki Kon, Kazumichi Kobayashi, Masao Watanabe
    • 学会等名
      13th UK Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      Imperial College (London, UK)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Laboratory of Fluid Dynamics (流体力学研究室)

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/fluid/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2025-11-19  

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