2023 Fiscal Year Annual Research Report
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21K14076
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
初鳥 匡成 京都大学, 工学研究科, 助教 (50812765)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 分子気体力学 / ボルツマン方程式 / エンスコグ方程式 / 円管流 / 高密度気体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，微細な円管内を占める理想気体の熱遷移流・ポアズイユ流の振舞いを分子気体力学に基づいて調べた．また，高密度気体に対して平行平板間ならびに円管内の両方の流れを調べた．
平行2平板間の高密度気体流れの分析では，エンスコグ方程式と気体論的境界条件に基づいた問題の定式化の後，衝突積分の高速フーリエスペクトル計算法と組み合わせた方程式の空間積分形に基づく反復による数値計算法を開発した．結果として，平板間の気体の流速および熱流などの巨視量の分布や質量流束，気体分子の速度分布関数を，系の微小さと気体の濃密さの指標である気体分子の平均自由行程および分子直径の平板間隔との比の様々な値に対して得ることができた．本成果は，国内の流体力学会年会および国際希薄気体力学シンポジウムにて発表し，査読付き学術誌へ掲載された．
次に，円管内流れの分析を2022年度の中盤から最終年度へかけて行ってきた．まず，理想気体に対するボルツマン方程式の場合の熱遷移流・ポアズイユ流の質量流量・気体の流速および熱流分布の結果を広い範囲の円管サイズにわたって得ることができた．さらに，Enskog方程式に基づく解析により，微細な円管内を占める高密度気体流の流動場に加え，密度場・応力場の特性の理解を進展させることができた．
また，本研究課題へとりくむ中で，派生として高密度気体における非定常の熱伝達問題に関する結果を得ることができ，こちらも査読付き学術誌へ掲載された．
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