1992 Fiscal Year Annual Research Report
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03650147
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
青木 一生 京都大学, 工学部, 助教授 (10115777)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 俊行 産業技術短期大学, 助手 (00227688)
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| Keywords | 分子気体力学 / ボルツマン方程式 / 蒸発 / 凝縮 / 混合気体 / クヌーセン層 |
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| Research Abstract |
1.蒸気流が平面凝縮相に向かって吹きつけており,凝縮相界面で定常な凝縮が起こっている定常凝縮流の問題を,凝縮相近傍に一定量の非凝縮性気体があらかじめ混入している場合について,二成分混合気体に対する非線形ボルツマン方程式の精密な数値解折によって調ベた。これによって、蒸気と非凝縮性気体の振舞,特に遠方での蒸気の圧力,温度,流速,凝縮相の温度,その温度における飽和蒸気圧,および非凝縮性気体含有量の間に特定の関係が成り立つことを明らかにし,この関係を具体的に求めた。その結果,ある量以上の非凝縮性気体が含まれていると,ある範囲の流速に対しては定常状態が実現しないことが分かった。
2.静止平衡状態にある非凝縮性気体で満たされた半無限領域中に,平面凝縮相から蒸気が蒸発して行く非定常蒸発流の問題を取り上げ,1.同様の精密な数値解折によって,蒸気と非凝縮性気体の時間的変化を長時間にわたって明らかにした。特に,初期平衡状態における非凝縮性気体の密度の大小によって、二種類の最終的定常状態(蒸気・非凝縮性気体混合系の静止平衡状態および非凝縮性気体が無限遠方に吹き流された状態での蒸気のみの定常蒸発流)が実現することを示した。
3.気体の希薄化効果が無視できる場合(通常の流体力学に対応)に,任意形状の凝縮相まわりの蒸気・非凝縮性気体混合系の定常流を記述する流体力学方程式と境界条件を,ボルツマン方程式の系統的漸近解折によって導出した。これによると,流体力学方程式および蒸発界面における境界条件は蒸気のみの一成分系に対するものと同一であり(すなわち,流体力学方程式は圧縮性非粘性流体に対するオイラー方程式系),凝縮界面における境界条件のみが非凝縮性気体の影響を受ける。さらに、その形は1.で求めた蒸気と凝縮相の諸量および非凝縮性気体含有量の間の関係によって与えられる。
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[Publications] Yoshio Sone: "Kinetic theory analysis of gas flows condensing on a plane condensed phase:Case of a mixture of a vapor and a noncondensable gas" Transport Theory and Statistical Physics. 21. 297-328 (1992)
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[Publications] 青木 一生: "希薄気体力学" 航空宇宙工学便覧. 67-70 (1992)
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[Publications] Kazuo Aoki: "High-speed vapor flows condensing on a plane condensed phase in the presence of a noncondensable gas" Rarefied Gas Dynamics. (1993)
