| 研究課題/領域番号 |
21K14076
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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19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
初鳥 匡成 京都大学, 工学研究科, 助教 (50812765)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 分子気体力学 / ボルツマン方程式 / エンスコグ方程式 / 円管流 / 高密度気体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マイクロ・ナノデバイスや微細構造をもつ多孔質体などの微小系内の気体では，巨視的連続体仮説に立つ通常の流体力学では気体の振舞いを正確に把握できない．この場合，分子気体力学による解析が必要になる．本研究では，単成分および2成分の理想気体を対象として，主に円管内の流れを考える．ボルツマン方程式の精密な数値解析により，流れの詳しい性質を明らかにすることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，微小な系内を占める気体のポアズイユ流・熱遷移流をボルツマン方程式およびエンスコグ方程式の直接数値解析により調べた．まず，ボルツマン方程式に基づく円管内流れの分析により，質量流量・巨視量場の高精度な数値データを広い範囲の分子間衝突頻度に対して得た．また，エンスコグ方程式に基づく平行2平板間および円管内流れの分析により，高密度気体のポアズイユ流・熱遷移流の振る舞いを広い範囲の気体の濃密さと分子間衝突頻度に対して詳しく調べた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マイクロ・ナノデバイスや微細構造をもつ多孔質体などの微小な系内の気体の振舞いは，通常の巨視的流体力学では正確に記述できない．そのような微小系内の気体流を調べるには，微視的立場に立った分子気体力学による解析が必要である．本研究では，数値計算のアプローチにより，微細な円管内あるいは平行流路内の圧力駆動流・熱的駆動流の特性を明らかにし，その知見を蓄積することができた．
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