2018 Fiscal Year Annual Research Report
A study on local and instantaneous thermodynamic quantities at nanoscale
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17H06836
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤原 邦夫 大阪大学, 工学研究科, 助教 (60800852)
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| Project Period (FY) |
2017-08-25 – 2019-03-31
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| Keywords | エネルギー輸送 / 熱工学 / 蒸発 / 分子動力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き，局所的な物理量の学術的価値を明らかにするために，オングストロームオーダーの局所で２次元分布として局所輸送量を算出する手法の構築を行った．具体的には，液体－固体の界面においてエネルギー流束を算出する技術を構築した．計算モデルとして，フラットな壁面間に液体が満たされた計算系を用いて，壁面間に温度勾配を設けることにより系内に熱流を生じさせ，非平衡分子動力学解析を行った．まず局所量の算出において，どの程度の平均量で局所量が算出可能か評価を行い，適切な計算条件を設定した．その後，液体－固体界面で熱流束をオングストロームオーダーの局所で算出した．
一般的に界面とは巨視的な観点からは厚みのない「面」で定義されるが，原子・分子スケールの界面は数nm程度の厚みを有していることがこれまでの分子動力学の結果からも理解されている．このような界面領域において局所エネルギー輸送量を算出した結果，１原子スケールの分解能において，熱流の分布を検出することができた．さらに，液体と固体の濡れ性を変化させた計算を行った結果，熱流分布の非一様性は濡れ性がよい場合ほど顕著であることが分かった．
従来の界面における熱輸送(熱抵抗)は，今回のような局所量に基づいて検討されておらず，本研究の結果は従来の界面熱輸送がさらに微視的な点から解釈可能であることを示唆している．本研究に基づき，界面熱輸送の詳細なメカニズム解明が今後期待できる．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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