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二成分混合気体の挙動の分子論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 03650147
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関京都大学

研究代表者

青木 一生  京都大学, 工学部, 教授 (10115777)

研究分担者 土井 俊行  産業技術短期大学, 助手 (00227688)
若林 正彦  神戸商船大学, 商船学部, 助手 (50191721)
研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1993年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1992年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1991年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード分子気体力学 / 希薄気体力学 / 蒸発 / 凝縮 / 混合気体 / クヌーセン層 / 逆温度勾配現象 / ボルツマン方程式
研究概要

二成分混合気体の挙動を,特に一方の成分が境界面で蒸発または凝縮を行う場合に焦点を合わせ,分子気体力学をもとに解析した.具体的内容は次の通りである.
1.遠方から平面凝縮相に吹きつけてそこで凝縮を起こしている高速蒸気流において,界面近くに一定量の非凝縮性気体が混入している場合に,それが蒸気流に及ぼす影響を解析,数値解析によって解明した.特に,定常状態が実現しているときに,凝縮相の諸量,遠方での蒸気の諸量,非凝縮性気体含有量の間に成り立つ関係を具体的に求めた.
2.平面凝縮相を非凝縮性気体に突然接して置いたときに起こる蒸気の非定常蒸発流とそれによる非凝縮性気体の運動を,数値解析によって詳しく調べ,その振舞を長時間にわたって明らかにした.特に,可能な二種類の最終的定常状態[(a)蒸発が止まった状態での蒸気・非凝縮性気体混合系の静止平衡状態;(b)非凝縮性気体がすべて遠方に吹き流された状態での蒸気のみの定常蒸発流]への遷移過程を詳細にわたって解明した.
3.任意形状の凝縮相まわりの蒸気・非凝縮性気体混合系で,界面で蒸気の強い蒸発・凝縮が起こっている場合について,連続流の極限における定常的振舞を記述する適切な流体力学方程式とその境界条件の組をボルツマン方程式より系統的に導出した.
4.異なる温度に保たれた2つの凝縮相間の蒸発・凝縮による蒸気流において現れる逆温度勾配現象を取り上げ,蒸気のみの一成分系に対して,蒸発・凝縮が強くなったときの非線形効果を,モデルボルツマン方程式の精密な数値解析によって全範囲の希薄度に対して明らかにし,蒸発・凝縮が強くても逆温度勾配現象が起こることを示した.次に,非凝縮性気体を含む二成分系を考察し,連続流の極限における非凝縮性気体の蒸気流に対する影響を,3.で導いた流体力学方程式と境界条件を用いて評価した.

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Kinetic theory analysis of gas flows condensing on a plane condensed phase:Case of a mixture of a vapor and a noncondensable gas" Transport Theory and Statistical Physics. 21. 297-328 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 青木一生: "希薄気体力学" 航空宇宙工学便覧. 67-70 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Gas flows caused by evaporation and condensation on two parallel condensed phases and the negative temperature gradient:Numerical analysis by using a nonlinear kinetic equation" Physics of Fluids. 6. 1379-1395 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "High-speed vapor flows condensing on a plane condensed phase in the presence of a noncondensable gas" Rarefied Gas Dynamics. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 土井俊行: "平面凝縮相から非凝縮性気体中への非定常蒸発流の気体論による数値解析" 真空. 37. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 青木一生: "中程度に希薄な気体の振舞" 分子気体力学. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 青木一生: "蒸発・凝縮を伴う流れ" 分子気体力学. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshio Sone: ""Kinetic theory analysis of gas flows condensing on a plane condensed phase : Case of a mixture of a vapor and a noncondensable gas"" Transport Theory and Statistical Physics. Vol.21. 297-328 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: ""Rarefied Gas Dynamics" (in Japanese)" Handbook of Aerospace Engineering (Kouku-Uchu Kougaku Binran). 67-70 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: ""Gas flows caused by evaporetion and condensation on two parallel codensed phases and the negative temperature gradient : Numerical analysis by using a nonlinear kinetic equation"" Physics of Fluids. Vol.6. 1379-1395 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: ""High-speed vapor flows condensing on a plane condensed phase in the presence of a noncondensable gas"" Rarefied Gas Dynamics. (in press). (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiyuki Doi: ""Numerical analysis of unsteady evaporating flows from a plane condensed phase into a noncondensable gas on the basis of kinetic theory" (in Japanese)" J.of Vacuum Society of Japan. Vol.37, (in press). (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: ""Behavior of a moderately rarefied gas" (in Japanese)" Molecular Gas Dynamics (Bunshi Kitai Rikigaku). (in press). (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: ""Gas flows with evaporation and condensation" (in Japanese)" Molecular Gas Dynamics (Bunshi Kitai Rikigaku). (in press). (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Gas flows caused by evaporation and condensation on two parallel condensed phases and the negative temperature gradient:Numerical analysis by using a nonlinear kinetic equation" Physics of Fluids. 6. 1379-1395 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "High-speed vapor flows condensing on a plane condensed phase in the presence of a noncondensable gas" Rarefied Gas Dynamics(edited by B.Shizgal and D.P.Weaver AIAA). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 土井俊行: "平面凝縮相から非凝縮性気体中への非定常蒸発流の気体論による数値解析" 真空. 37. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 青木一生: "中程度に希薄な気体の振舞" 分子気体力学(日本流体力学会編). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 青木一生: "蒸発・凝縮を伴う流れ" 分子気体力学(日本流体力学会編). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Kinetic theory analysis of gas flows condensing on a plane condensed phase:Case of a mixture of a vapor and a noncondensable gas" Transport Theory and Statistical Physics. 21. 297-328 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 青木 一生: "希薄気体力学" 航空宇宙工学便覧. 67-70 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "High-speed vapor flows condensing on a plane condensed phase in the presence of a noncondensable gas" Rarefied Gas Dynamics. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Kinetic theory analysis of gas flows condensing on a plane condensed phase:Case of a mixture of a vapor and a noncondensable gas" Transport Theory and Statistical Physics. 21. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Vapor flows condensing on a plane condensed phase in the presence of a noncondensable gas:kinetic theory analysis with spacial interest in supersonic flows" Rarefied Gas Dynamics. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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