2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K14659
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子動力学 / Green-Kubo / 熱輸送 / 付着仕事 / 界面熱抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体の熱の大部分は原子の振動によって伝わり，その振動を量子化したのはフォノン（音響量子）である．数値計算手法の一つである分子動力学法によってフォノン解析を行うことでその物質の熱輸送特性を明瞭に表すことができるが固体内に限定される．本研究では，分子動力学法に於いて主に固液界面に適用できる熱輸送特性の解析方法を確立させた．当初，主に２つの方面から取り組んだ：①熱流束スペクトル解析及び②様々な界面形状における熱流束相関であるGreen-Kuboの関係と界面熱抵抗の関連付け．
①はフォノン解析と同様に元来固体用の解析手法であるものの，その物理的な解釈と妥当性は未だに不明瞭であり，本研究ではそれらを明確化するのが難しいと判断し，より物理的な意味を持ち，成果も出た②に注力した．
最終年度では②に該当する様々な固液界面形状に対するGreen-Kubo関係の関連付けを行い，その成果を国際学会等で発表し，学術論文執筆中である．更に，界面の熱輸送特性を評価する際に補助的な役割を果たす固液界面の付着仕事の算出手法に関する学会発表や学術論文によって成果も出した．
研究期間全体に関して分子動力学ソフトではあるLAMMPSが主役的な役割を果たしながら，熱の流れを詳細に解析するに必要な機能は十分備わっていなかったため，熱輸送の解析を正しく扱えるようにLAMMPSの機能を拡張し，学術論文によって一般公開し、本家のLAMMPSに取り入れてもらった．このように，扱いが難しい固液界面の熱輸送に関わる理解と熱輸送研究で広く使われるLAMMPSの改良により，２つの方面から研究分野全体に大きく貢献できた．
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Research Products
(5 results)
