| 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.
|
