• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ボルツマン方程式の数値解析と漸近解析-その工学的および数学的側面-

研究課題

研究課題/領域番号 10045040
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関京都大学

研究代表者

青木 一生  京都大学, 工学研究科, 教授 (10115777)

研究分担者 浅野 潔  京都大学, 人間環境学研究科, 教授 (90026774)
高田 滋  京都大学, 工学研究科, 助教授 (60271011)
曽根 良夫 (曾根 良夫)  京都大学, 工学研究科, 名誉教授 (80025923)
GOLSE Franco  パリ第7大学, 数学科, 教授
BARDOS Claud  パリ第7大学, 数学科, 教授
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1999年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1998年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードボルツマン方程式 / オイラー方程式 / 境界層方程式 / リュービル方程式 / クヌーセン層 / 希薄気流 / 流れの分岐 / 流れの安定性 / 多成分混合気体 / 速度分布関数 / 輸送方程式 / 希薄化効果
研究概要

1.日本側は,仏側の協力のもとで,有限マッハ数の弱希薄気流を一般的に記述する漸近理論(流体力学的方程式とその境界条件,および境界近傍におけるクヌーセン層補正)をボルツマン方程式の系統的漸近解析によって構築する研究を完成させた.この理論は,その一部として,流体力学における粘性境界層方程式の,ボルツマン方程式からの系統的導出を含んでいる,この成果は,仏側の境界層方程式に対する数学的研究に反映された.
2.日仏が協力して,多体粒子系(リュービル方程式)から流体力学方程式(オイラー方程式系)を直接導出する研究を行った.日仏側でそれぞれ異なる方法でこの問題に取り組み,形式的導出には既に成功している.また,日本側は,多体粒子系からのボルツマン方程式の形式的導出を再考察し,これを系統的かつ明解な形に整理して仏側に提供した.これにより,ボルツマン方程式の導出に対する新しい数学的証明の可能性が開かれた.
3.日本側は,仏側と協力して境界温度の不連続によって生じる希薄気体の流れを数値解析によって調べ,その挙動を広範囲の希薄度に対して明らかにした.この流れでは,気体分子の速度分布関数の不連続が境界から気体中へ伝播する.その数学的研究の第一歩として,日仏が協力し,不連続の伝播に関してボルツマン方程式と類似の性質を持つが構造がはるかに簡単な線形輸送方程式をもとに,媒質中への不連続の伝播を厳密に解析した.
4.日本側は,流体力学方程式を含む一般の保存方程式の運動論的解法に関する系統的理論を構築し,仏側に提供した.また,日本側は仏側の協力により,数値解析・形式的漸近解析によって既に得ていた蒸発・凝縮を伴う界面における流体力学的方程式の境界条件を,数学的に厳密に評価することに成功した.
5.日本側は,多成分混合気体における「幽霊効果」を表す方程式系を仏側に提供し,その数学的性質を検討した.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 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] Kazuo Aoki: "Numerical analysis of the Taylor-Couette problem for a rarefied gas by the direct simulation Monte Carlo method"Rarefied Gas Dynamics (Cepadues,Toulouse,France edited by R.Brun et.al.). Vol.2. 109-116 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Derivation of hydrodynamic limits from either the Liouville equation or kinetic models : Study of an example"京都大学数理解析研究所講究録. 1146. 154-181 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Asymptotic theory of the Boltzmann System, for a steady flow of a slightly rarefied gas with a finite Math number : General theory"European Journal of Mechanics,B/Fluids. 19. 325-360 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Notes on the boundary conditions for fluid-dynamic equations on the interface of a gas and its condensed phase"physics of Fluids. 13. 324-334 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru Takata: "The ghost effect in the continuum limit for a vapor-gas mixture around condensed phases : Asymptotic analysis of the Boltzmann equation"Transport Theory and Statistical Physics. (印刷中). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "The behavior of a vapor-gas mixture in the continuum limit! Asymptotic analysis based on the Boltzmann equation"Rarefied Gas Dynamics (AIP,Melville,edited by T.J.Bartel et.al.). (印刷中). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Aoki: "Numerical analysis of the Taylor-Couette problem for a rarefied gas by the direct simulation Monte Carlo method"Rarefied Gas Dynamica (Cepadues, Toulouse, 1999). Vol.2. 109-116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Aoki: "Derivation of hydrodynamic limits from either the Liouville equation or kinetic models : Study of an example"RIMS Kokyuroku. 1146. 154-181 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sone: "Asymptotic theory of the Boltzmann system, for a steady flow of a slightly rarefied gas with a finite Mach number : General theory"Eur.J.Mech, B/Fluids. 19. 325-360 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sone: "Notes on the boundary conditions for fluid-dynamic equations on the interface of a gas and its condensed phase"Phys.Fluids. 13. 324-334 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Takata: "The ghost effect in the continuum limit for a vapor-gas mixture around condensed phases : Asymptotic analysis of the Boltzmann equation"Transp.Theory Stat.Phys.. 30 (in print). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Aoki: "The behavior of a vapor-gas mixture in the continuum limit : Asymptotic analysis based on the Boltzmann equation"Rarefied Gas Dynamics (AIP, Melville, 2001) (in print).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Derivation of hydrodynamic limits from either the Liouville equation or Kinetic models : Study of an example"京都大学数理解析研究所講究録. 1146. 154-181 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Dynamics of rarefied gas flows; Asymptotic and numerical analyses of the Boltzmann equation"AIAA Paper. 2001・0874. 1-15 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Asymptotic theory of the Boltzmann system, for a steady flow of a slightly rarefied gas with a finite Mach number : General theory"European Journal of Mechanics, B/Fluids. 19(3). 325-360 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Notes on the boundary conditions for fluid-dynamic equations on the interface of a gas and its condensed phase"Physics of Fluids. 13(1). 324-334 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shingo Kosuge: " Shock-wave structure for a binary gas mixture : finite-difference analysis of the Boltzmann equation for hard-sphere molecules"European Journal of Mechanics, B/Fluids. 20(1). 87-126 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeru Takata: "The ghost effect in the continuum limit for a vapor-gas mixture around condensed phases : Asymptotic analysis of the Boltzmann equation"Transport Theory and Statistical Physics. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Numerical analysis of the Taylor-Couette problem for a rarefied gas by the direct simulation Monte CaHo method"Rarefied Gas Dynamics (edited by R. Brun. Et al. Cepadues,Toulouse, France.). Vol.2. 109-116 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeru Takata: "The ghost effect in the continuum limit for a vapor-gas mixture around condensed phases: Asymptotic analysis of the Boltzmann equation"Transport Theory and Statistical Physics. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio Sone: "Asymptotic theory of the Boltzmann system for a steady flow of a Slightly rarefied gas with a finite Mach number: General theory"European Journal of Mechanics, B/Fluids. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Derivation of hydrodynamic limits from either the Liouville equation or kinetic models: Study of an example"京都大学数理解析研究所講究録. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo Aoki: "Numerical analysis of the Taylor-Couette problem fora rarefied gas by the direct simulation Monte Carle method" Rarefied Gas Dynamics(Cepadues,Toulouse,France). (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeru Takata: "Behavior of a vapor-gas mixture between two parallel plane condensed phases in the continuum limit" Rarefied Gas Dynamics(Cepadues,Toulouse,France). (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

URL: 

公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi