2018 Fiscal Year Research-status Report
Navier境界条件の再定義：固体面における流体力学的境界条件の構築
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18K03929
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大森 健史 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70467546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 康隆 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30346192)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | Navier境界条件 / 非平衡統計力学 / Green-Kubo形式 / 濡れ / 分子動力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（a）非平衡統計力学における線形応答理論に基づいた平衡分子動力学法（EMD）と（b）Navier-Stokes方程式に基づいた非平衡分子動力学法（NEMD）による両面からのアプローチを試みた。（a）EMDを用いた解析では、壁面摩擦応力の自己相間関数（FAC）のGreen-Kubo積分がゼロに収束するために、滑り摩擦係数を評価できないという問題が長年指摘されてきた。本研究では、平衡場における粗視化された流体運動がLangevin方程式により表されるとの考えに基づき導出した理論式がEMDにより得られたFACをよく再現することを示し、関数のフィッティングパラメータとして滑り摩擦係数を同定できることを示した。同時に我々が以前に提案したFACの時間積分のピーク値を滑り摩擦係数とする方法は壁面の疎液性が強いほど有効性の高いことを理論的に明らかにした。（b）分子スケールの流れであっても壁面と流体力学的境界の間の領域を除けば、Navier-Stokes方程式とNavier境界条件による記述が有効であり、NEMDの解析によってNavier境界条件の適用される流体力学的境界が同定できることを示した。滑り摩擦係数が周波数依存すると一般化することにより、流体の固液界面における粘弾性的振る舞いについても連続体力学によって分子動力学法による計算結果をよく再現できた。この解析によって同定された流体力学的境界の位置と（a）の解析で得られた粗視化された流体の重心位置は近いものの同じではない点が興味深い。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
EMD、NEMDによるアプローチともに当初の目標をほぼ達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画からの変更はない。
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| Causes of Carryover |
残額は誤差の範囲内と考えます。
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