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すべり流の理論における新しい試み

研究課題

研究課題/領域番号 18K13684
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分19010:流体工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

初鳥 匡成  京都大学, 工学研究科, 助教 (50812765)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードすべり流 / 音波 / ボルツマン方程式 / 分子気体力学 / 希薄気体 / 希薄気体力学 / 流体力学
研究成果の概要

本研究は,軽度に微小な系あるいは低圧な系における気体の振舞いを流体力学的に記述する一般すべり流理論で記述できる現象の範疇の拡大と,同理論に付随するデータベースの充実化により,理論の一層の普及を試みるものである.本研究ではBoltzmann方程式およびそのモデル方程式の理論解析および数値解析により,波動の現象に関するすべり流理論を構築するとともに,分野で用いられる代表的な模型の1つであるShakhovモデルに対する一般すべり流理論内の数値データを正確に求めた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロ工学で重要な微小系の気体の振舞いは,通常の巨視的流体力学では正確に記述できない.この場合,通常は,微視的立場に立つ分子気体力学が必要になる.しかし,幸いにして,微小系流れの多くは物体表面での気体流速の「すべり」等を考慮して通常の流体力学を適切に補正すれば扱える(すべり流理論).従来,この理論は粘性・熱伝導性が支配的な拡散的現象を主な対象としていた.本研究では,この理論を拡張し,気体中の波動の現象を扱えるようになった.また,理論で必要なデータベースを充実化した.これらの成果は,分野での学術的意義に加え,実際の微小系気体流の解析のための枠組みを増強・整備できたという意義をもつと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Sound waves propagating in a slightly rarefied gas over a smooth solid boundary2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hattori and S. Takata
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 4 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.4.103401

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slip/Jump Coefficients and Knudsen-Layer Corrections for the Shakhov Model Occurring in the Generalized Slip-Flow Theory2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hattori and S. Takata
    • 雑誌名

      Proceedings of 31st International Symposium on Rarefied Gas Dynamics, AIP Conf. Proc.

      巻: 受理済

    • NAID

      120006716574

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 滑らかな剛体のまわりを占める弱希薄気体中を伝わる音波2021

    • 著者名/発表者名
      初鳥匡成,高田滋
    • 学会等名
      第3回流体基礎工学研究部門公開セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Sound waves propagating in a slightly rarefied gas over a smooth solid boundary2021

    • 著者名/発表者名
      Masanari Hattori
    • 学会等名
      JSPS/SAC Seminar: ON GAS KINETIC/DYNAMICS AND LIFE SCIENCE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 振動平板に誘起される希薄気体中の音波2020

    • 著者名/発表者名
      初鳥匡成,山崎涼太
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 滑らかな剛体のまわりを占める弱希薄気体中を伝わる音波2019

    • 著者名/発表者名
      初鳥匡成,高田滋
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般すべり流理論におけるShakhovモデルに対するとび・すべり係数とKnudsen層補正2018

    • 著者名/発表者名
      初鳥匡成,高田滋
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Slip/Jump Coefficients and Knudsen-Layer Corrections for the Shakhov Model Occurring in the Generalized Slip-Flow Theory2018

    • 著者名/発表者名
      M. Hattori and S. Takata
    • 学会等名
      31st International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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