2006 Fiscal Year Annual Research Report
非弾性衝突モデルの構築と解離・再結合を伴う希薄気体の輸送係数特性の解明
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18560157
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
松本 裕昭 横浜国立大学, 工学研究院, 助教授 (10251753)
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| Keywords | 分子流体力学 / 希薄気体 |
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| Research Abstract |
1)二原子分子の回転モードを表現する非弾性衝突モデルの構築を行った.
分子の回転モードに関する非弾性衝突モデルで,用いられているParkerの近似理論を,Classical Trajectory計算により,高精度化した.窒素気体の衝撃波の内部構造の解析を行い,実験と比較することにより,モデルの検証を行った.従来のモデルよりも,回転温度分布が実験に近づくことを示すことができたが,衝撃波内の回転衝突数が,まだ十分でないことを明らかにした.
そこで,Wang-Chang-Uhlenbeck(WCU)らの理論を用いて二原子分子の運動をClassical trajectory解析することで得られた回転衝突数や実験により得られている回転衝突数を再現するように,回転モードに関する衝突断面積を構築した.得られたモデルを用いて,輸送係数,回転衝突数,衝撃波の内部構造を実験値並びに理論値と詳細に比較検討した.その結果,回転衝突数に関する実験データを基礎としたモデルが最適であることを明らかにした.
2)二原子分子の振動モードを表現する非弾性衝突モデルの構築
既存の理論を基に,振動準位に関する遷移確率から平衡状態における詳細釣り合いの原理を満たすように,TV遷移とVV遷移についてその遷移断面積を構築した.今後,輸送係数,緩和時間等を実験値並びに理論値と詳細に比較検討し,モデルの最適化を行う.
3)二原子分子の解離・再結合を表現する非弾性衝突モデルの構築
従来の理論を基礎として,解離・再結合の反応定数の実験値を再現し,平衡状態における詳細釣り合いの原理を満たすように解離・再結合を表現する断面積を構築した.構築したモデルを用いて平衡状態への緩和過程の解析の解析を行い,模擬分子数が緩和過程に及ぼす影響を検討した.その結果,分子間衝突を行わせる領域(セル)に最低1000個程度の模擬分子が必要であることを明らかにした.
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