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高機能分子ビームの開発と界面物理化学現象の能動制御

研究課題

研究課題/領域番号 10555056
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 流体工学
研究機関東京大学

研究代表者

松本 洋一郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60111473)

研究分担者 青木 功  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30175723)
丸山 茂夫  東京大学, 工学部・附属総合試験所, 助教授 (90209700)
松為 宏幸  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00026098)
高木 周  東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (30272371)
市川 保正  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40134473)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
1999年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1998年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
キーワード高機能分子ビーム / 超音速自由噴流 / 希薄気体流れ / 固体界面 / 能動制御 / 分子動力学シミュレーション / 内部自由度 / レーザー
研究概要

高機能分子ビーム生成技術の開発および界面における物理化学現象の能動制御のため、以下の項目に重点をおいて研究を行った.
(1)超音速自由の解析
超音速自由噴流場中に平板を設置し,広範囲のパラメータについての実験を実施することでミクロな界面物理化学現象を把握した.具体的には,まず希薄気体流れ数値予測システムを用いて,超音速自由噴流場中の気体分子の回転状態を把握するための解析を行った.また,これと並行して電子銃誘起蛍光スペクトル法を用いた真空実験及び数値解析により,平板位置,貯気室温度及び圧力等を変更し,気体分子の回転状態にあたえる平板近傍の界面物理化学現象の影響を把握した.
(2)高機能分子ビーム生成技術の設計・開発
(1)で実施した数値的・実験的解析をもとに,スキマ,コリメータ,アパチャーを用いた場合の分子ビームの巨視的速度,併進・回転温度の予測を行い,スキマ,コリメータ形状,材料,径の最適化を行った.これと並行して1次元トラバース装置にノズルを取り付け,任意の位置における自由噴流の抽出を可能にした.さらに,高機能分子ビームの出力のため,真空排気系や質量分析室の改良,そして新たにパルスバルブを設置した.これにより,高い実験データを取得することが可能となった.そして,試料気体としてアルゴン,ヘリウム,試料表面材質としてグラファイト及び銅を使用し,分子量と表面材質の3次元的な相関のデータを取得した.

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (83件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (83件)

  • [文献書誌] 松本 洋一郎: "Non-Equilibrium Hypersonic Diatomic Molecular Flow Simulation by DSMC Method"Modeling and Simulation based Engineering. 1・. 893-898 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山西 伸宏: "分子動力学法による気体分子-固体表面間相互作用の解析(第2報,衝突後のエネルギー分布と等ポテンシャル面の振動)"日本機械学会論文集(B編). 64・628. 3978-3984 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山西 伸宏: "分子動力学法による気体分子-固体表面間相互作用の解析(第3報,壁面反射モデルの構築)"日本機械学会論文集(B編). 64・628. 3985-3991 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 徳増 崇: "二原子分子衝突モデルの構築(第3報,ポテンシャルパラメータ及び衝突断面積の改良)"日本機械学会論文集(B編). 64・627. 3544-3550 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 徳増 崇: "二原子分子衝突モデルの構築(第4報,エネルギー交換モデルの改良と衝突モデルの検証)"日本機械学会論文集(B編). 64・627. 3551-3557 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 徳増 崇: "The Construction of Collision Model of Diatomic Molecules"Colloquium on Nonequilibrium Phenomena of Low-Density Jets Space. 93-100 (1998)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "グラファイト表面に衝突する気体分子の散乱挙動"第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 339-340 (1998)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "壁面に衝突する気体分子の動力学(MSモデルの改良)"日本機械学会第76期全国大会講演論文集. 2・. 75-76 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 関 伸彦: "固体表面近傍における高密度流体の構造"日本機械学会第76期全国大会講演論文集. 2・. 73-74 (1998)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "希薄気体流れにおける高密度流体の構造"日本機械学会第11回計算力学講演会講演論文集. 255-256 (1998)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "分子流れにおける壁面境界モデルの構築"第12回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 109-110 (1998)

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  • [文献書誌] 徳増 崇: "分子の衝突力学に基づく二原子分子衝突モデル"第12回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 103-104 (1998)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "分子スケールから見た流れの可視化"日本学術会議50周年記念公開シンポジウム第3回「C.G.で見る流れの世界」. 25-26 (1999)

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  • [文献書誌] 徳増 崇: "Dynamic Molecular Collision (DMC) Model for Rarefied Gas Flow Simulations by the DSMC method"Physics of Fluids. 11. 1907-1920 (1999)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "Multistage gas-suface interaction model dor the direct simulation Monte Carlo method"Physics of Fluids. 11. 3540-3552 (1999)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "The Multi-Stage Reflection Model For DSMA Calculations"Proceedings of the 21st international Symposium on Rarefied Gas Dynamics. 1. 421-428 (1999)

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  • [文献書誌] 坪井 伸幸: "Numerical Simulation of Interaction between Shock Waves and Boundary Layer in hypersonic Rarefied Flow"Proceedings of the 21st international Symposium on Rarefied Gas Dynamics. 2. 529-536 (1999)

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  • [文献書誌] 徳増 崇: "Dynamic Molecular Collision (DMC) Model of Diatomic Molecules for DSMC Calculation"Proceedings of the 21st international Symposium on Rarefied Gas Dynamics. 2. 377-384 (1999)

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  • [文献書誌] 丸山 茂夫: "Study on Thermal Resistance over a Solid-Liquid Interface by the Molecular Dynamics Method"Thermal Science and Engneerging. 7・1. 63-68 (1999)

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  • [文献書誌] 坪井 伸幸: "Numerical Simulation of Interaction between Shock Waves and Boundary layer Nonequilibrium Hypersonic Rarefied Flow"The 22nd International Symposoum on Shock Waves(掲載予定).

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "Molecular Dynamics Study of Gas-Surface Interaction (3rd Report,the Construction of a Gas-Surface Scattering Model)"JSME International Journal Series B. 42・4. 708-714 (1999)

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  • [文献書誌] 徳増 崇: "The Structure of Free Jet Expansion of Binary Gas Mixture"Thermal Science and engineering. 7. 17-22 (1999)

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  • [文献書誌] 松本 洋一郎: "Multi-scale Analysis of Non-equilibrium Hypersonic Rarefied Gas Flow"8th International Symposium on Computational Fluid Dynamics,(掲載予定).

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  • [文献書誌] 高原 敦子: "Production of SiO and Si(^3P)Atom in Reaction of Silane with O(^1D)"the Journal of Physical Chemistry A. 103・51. 11315-11320 (1999)

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  • [文献書誌] 山西 伸宏: "分子線による気体分子・固体表面間相互作用の解析(第1報,気体分子のIn-planeとOut-of-planeにおける散乱挙動)"日本機械学会論文集(B編). 65・630. 437-443 (1999)

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  • [文献書誌] 丸山 茂夫: "分子動力法による固体壁面上での気泡核生成"日本機械学会論文集(B編). 65・638. 3461-3467 (1999)

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  • [文献書誌] 山口 康隆: "金属内包フラーレン生成の分子動力学シミュレーション"日本機械学会論文集(B編). 65・630. 431-436 (1999)

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  • [文献書誌] 松本 洋一郎: "極超音速希薄流の数値シミュレーション"1999年度日本機械学会年次大会講演論文集. 33-34 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野呂 孝: "高機能分子線の開発"1999年度日本機械学会年次大会講演論文集. 39-40 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坪井 伸幸: "非平衡極超音速希薄流"日本機会学会流体工学部門講演論文集. 89-90 (1999)

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  • [文献書誌] 崎山 幸紀: "CVDプロセスにおける気相反応のDSMCシミュレーション"第12回計算力学講演会論文集. 131-132 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坪井 伸幸: "極超音速希薄流における衝撃波/境界層の干渉の数値解析"第13回数値流体力学シンポジウム講演要旨集. 40 (1999)

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  • [文献書誌] 山口 浩樹: "極超音速希薄流の三次元数値シミュレーション"第13回数値流体力学シンポジウム講演要旨集. 38 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 崎山 幸紀: "CVDプロセスにおける気相反応のDSMCシミュレーション"第13回数値流体力学シンポジウム講演要旨集. 211 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坪井 伸幸: "極超音速希薄流における衝撃波/境界層干渉の研究"平成11年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 181-184 (2000)

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  • [文献書誌] 徳増 崇: "Construction of Collision Model of Diatomic Molecules(4th Report,Improvement of Energy Transfer Model and Its Verification)"JSME International Journal. (掲載予定).

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  • [文献書誌] Matsumoto: "Non-Equilibrit11n Hypersonic Diatomic Molecular Flow Simulation by DSMC Method"Modeling and Simulation based Engineering. Vol. 1. 893-898 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "Molecular Dynamics Study of Gas-Surface Interaction (2-nd Report, Analysis oil the Energy Distribution after the Collision and the Vibration of the Potential Energy Surface)"Transactions of tile Japan Society of Mechanical Engineers. Vol. 64, No. 628. 3978-3984 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "Molecular Dynamics Study of Gas-Surface Interaction (3rd Report, The Construction of a Gas-surface Scattering Model)"Transactions of tile Japan Society of Mechanical Engineers. Vol. 64, No.628. 3985-3991 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokumasu: "Constriction of Collision Model of Diatomic Molecules (3rd Report, Improvement of Collision Model)"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol. 64, No. 627. 3544-3550 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokumasu: "Construction of Collision Model of Diatomic Molecules (3rd Report, Improvement of Collision Model)"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol. 64, No. 627. 3551-3557 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokumasu: "The Construction of Collision Model of Diatomic Molecules"Colloquium on Nonequilibrium Phenomena of Low-Density Jets in Space. 93-100 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "The Dynamics of a Gas Molecule Scattering from a Graphite Surface"35th National Heat Transfer Symposium of Japan. 339-340 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "Dynamics of Gas-surface Scattering (Improvement of the MS Model)"The 76th JSME Fall Annual Meeting. Vol. 2. 75-76 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seki: "The structure of the Dense Fluid near a Solid Surface"The 76th JSME Fall Annual Meeting. Vol. 2. 73-74 (1998)

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  • [文献書誌] Yamanishi: "Wall Boundary Condition of Rarefied Gas Flows"The 11th Computational Mechanics Conference. 255-256 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "Construction of Gas-Surface Interaction Model for Molecular Flows"The 12th Computational Fluid Dynamics Symposium. 109-110 (1998)

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  • [文献書誌] Tokumasu: "Collision Model of Diatomic Molecules based on collision Dynamics"The 12th Computational Fluid Dynamics Symposium. 103-104 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokumasu: "Dynamic Molecular Collision (DMC) Model for Rarefied Gas Flow Simulations by the DSMC method"Physics of Fluids. Vol. 11. 1907-1920 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "Multistage gas-surface interaction model for the direct simulation Monte Carlo method"Physics of Fluids. Vol. 11. 3540-3552 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "The Multi-Stage Reflection Model For DSMC Calculations"Proceedings of the 21st International Symposium on Rarefied Gas Dynamics. Vol. 1. 421-428 (1999)

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  • [文献書誌] Tsuboi: "Numerical Simulation of Interaction between Shock Waves and Boundary Layer in hypersonic Rarefied Flow"Proceedings of the 21st International Symposium on Rarefied Gas Dynamics. Vol. 2. 529-536 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokumasu: "Dynamic Molecular Collision (DMC) Model of Diatomic Molecules for DSMC Calculation"Proceedings of the 21st International Symposium on Rarefied Gas Dynamic. Vol. 2. 377-384 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama: "Study on Thermal Resistance over a Solid-Liquid Interface by tile Molecular Dynamics Method"Therm. Sci. Engng.. Vol. 7, no. 1. 63-68 (1999)

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  • [文献書誌] Tsuboi: "Numerical Simulation of Interaction between Shock Waves and Boundary layer in Nonequilibrium Hypersonic Rarefied Flow"Proceeding of the 22nd International Symposium on Shock Waves. (to appear). (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "Molecular Dynamics Study of Gas-Surface Interaction (3rd Report, The Construction of a Gas-Surface Scattering Model)"JSME International Journal Series B. 42-4. 708-714 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokumasu: "The Structure of Free Jet Expansion of Binary Gas Mixture"Thermal Science and Engineering. 7. 17-22 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsumoto: "Multi-scale Analysis of Non-equilibrium Hypersonic Rarefied Gas Flow"Proceedings of 8th International Symposium on Computational Fluid Dynamic. (to appear). (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahara: "Production of SiO and Si(ィイD13ィエD1P) Atom in the Reaction of Silane with O(ィイD11ィエD1D)"Tile Journal of Physical Chemistry A. 103-51. 11315-11320 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanishi: "Molecular Beam Study of Gas-Surface Interaction (1st Report, In-plane and Out-of-plane Scattering of Gas Molecule)"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol. 65, No. 630. 437-443 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama: "A Molecular Dynamics Simulation of Bubble Nucleation on Solid Surface"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol. 65, No. 630. 437-443 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamaguchi: "Molecular Dynamics Simulation of Formation of Metal-Containing Fullerene"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol. 65, No. 63. 3461-3467 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsumoto: "Numerical Simulation of Rarefied Hypersonic Gas Flow"1999 JSME Annual Meeting. 33-34 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noro: "Development of High Performance Molecular Beam"1999 JSME Annual Meeting. 39-40 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuboi: "Non-Equilibrium Hypersonic Rarefied Gas Flow"Fluids Engineering Conference '99. 89-90 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakiyama: "DSMC Simulation of Gas Phase Reaction in CVD Processes"The 12th Computational Mechanics Conference. 131-1320 (1999)

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  • [文献書誌] Tsuboi: "Numerical Simulation of Interaction between Shock Waves and Boundary Layer in Hypersonic Rarefied Flow"The 13th Computational Fluid Dynamics Symposium. 40 (1999)

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  • [文献書誌] Yamaguchi: "Three Dimensional Numerical Simulation of Rarefied Hypersonic Gas Flows"The l3th Computational Fluid Dynamics Symposium. 38 (1999)

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  • [文献書誌] Sakiyama: "DSMC Simulation of Gas Phase Reaction in CVD Reactors"The 13th Computational Fluid Dynamics Symposium. 211 (1999)

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  • [文献書誌] 徳増崇: "Dynamic Molccular Collision(DMC) Model for Rarefield Gas Flow Simulation by the DSMC Method"Physics of Fluids. 11・7. 1907-1920 (1999)

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  • [文献書誌] 徳増崇: "二原子分子衝突モデルの構築(第4報、エネルギー交換モデルの改良と衝突モデルの検証)"Proceeding of the 21^<th> International Symposium on Rarefied Gas Dynamics. 2・. 377-384 (1999)

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  • [文献書誌] 丸山茂夫: "分子動力学法による固体壁面上での気泡核生成"日本機械学会論文集(B編). 65・638. 3461-3467 (1999)

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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