| 研究課題/領域番号 |
18K13471
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 苫小牧工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
有馬 隆司 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (80735069)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 流体物理 / 非平衡流れ / 拡張された熱力学 / 多原子分子実在気体 / 分子内部自由度緩和 / 特性速度 / 分散関係 / 実在気体 / 多原子分子気体 / 相対論的流体力学 / 体積粘性率 / 非平衡熱力学 / モーメント方程式 / 非平衡圧力 / van der Waals気体 / 非平衡温度 / 流体 / 波動 / 相転移 |
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| 研究成果の概要 |
局所的熱平衡の仮定を超えて実在気体・液体中の非平衡現象を理解することを目的に、拡張された熱力学(RET)に基づく理論の構築とその超音波伝播解析への応用を行った。主に次の成果を得た。
(1) 体積粘性が支配的な役割を果たす多原子分子実在気体を記述するRETを構築した。閉じた場の方程式系の特性速度も導出した。特に、van der Waals気体に対して、特性速度の取りうる範囲や密度・温度依存性を明らかにした。
(2) (1)で求めた理論を用いて超音波の分散関係を解析した。特に、二酸化炭素液体中の音波吸収の実験結果を従来の流体力学に比べてよく再現できることを明らかにし、理論の妥当性を示すことに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
航空宇宙工学における衝撃波解析や医療工学における超音波・衝撃波利用など、流体中の時間・空間的に急激な変化を伴う強い非平衡流れの理解と制御が現代の流体科学・工学において求められている。本研究はこのような学術的・社会的要請に資するものである。本研究の成果は、流体物理・流体工学の幅広い分野への応用可能性がある。
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