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高クヌッセン数流れにおける気体分子-固体表面間相互作用の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18769002
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

山口 浩樹  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50432240)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード気体固体間相互作用 / 分子線 / 共鳴多光子イオン化法 / 感圧塗料 / 分子動力学法
研究概要

気体分子-固体表面間相互作用に関し,実験及び数値解析より解析を行った.
まず,気体分子-固体表面間相互作用の実験的解析手法である分子線散乱実験に着目した.相互作用を明らかにするためにはプローブとなる分子線そのものの状態を明らかにすることが必要不可欠である.そこで,窒素分子線そのものについての回転エネルギー分布を明らかにするため,共鳴多光子イオン化(REMPI)法を用いて計測した.その結果,スペクトルの取得に成功し,回転温度と並進温度の非平衡現象が明らかとなった.さらに,平衡状態である場合に従うはずのボルツマン分布から回転エネルギー分布が逸脱している可能性を示した.
次に,相互作用の中でも特にエネルギー移動に着目し,固体表面におけるエネルギー適応係数の取得実験を行った.エネルギー適応係数は気体分子が固体表面とエネルギー交換をする度合を表しており,Pt-Ar系において非常に簡便な方法での測定を実現した.
そして,古典分子動力学法を用いた数値解析により,分子線散乱実験のようにある特定の入射条件に従う場合と,エネルギー適応係数取得実験のように入射分子が分布を持っている場合の関連性について調べた.その結果,気体分子の運動は固体表面法線方向と接線方向に分離することができ,特定の入射条件の結果からバルクの物理量であるエネルギー適応係数へと関連付けることができることを示した.
最後に,気体分子-固体表面間相互作用を応用例としての感圧塗料の測定原理について,気体分子運動論の立場から考察を行った.高クヌッセン数流れに適用する場合,実用上,感圧塗料の輝度は気体分子が固体表面に与える力積から求めた圧力に従うことを明らかにした.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 白金ポルフィリン錯体を用いた感圧分子膜の開発2008

    • 著者名/発表者名
      松田佑, 森英男, 山口浩樹, 坂崎良樹, 内田徹, 新美智秀
    • 雑誌名

      日本機会学会論文集(B編) 74-738

      ページ: 385-391

    • NAID

      110006646564

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhomogeneous Decomposition of Ultrathin Oxide Fims on Si(100): Application of Avrami Kinetics to Thermal Desoration Spectra2008

    • 著者名/発表者名
      I. Kinefuchi, S. Takagi, Y. Matsumoto, H. Yamaguchi, Y. Sakiyama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 感圧塗料の測定原理についての一考察2007

    • 著者名/発表者名
      山口浩樹, 松田佑, 森英男, 新美智秀
    • 雑誌名

      日本機会学会論文集(B編) 73-725

      ページ: 112-117

    • NAID

      110006165261

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 高クヌッセン数流れにおける感圧塗料の適用についての一考察2007

    • 著者名/発表者名
      山口浩樹
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-11-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高クヌッセン数流れにおける感圧塗料の蛍光強度に関する一考察2007

    • 著者名/発表者名
      山口浩樹
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-08-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Discussion onLuminescent Intensity of Pressure Sensitive Paint2007

    • 著者名/発表者名
      H. Yamaguchi
    • 学会等名
      2007 ASME-JSME Thermal Engineering Conference and Summer Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2007-07-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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