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実在気体中の衝撃波に関する数理・数値手法を融合した解析

研究課題

研究課題/領域番号 24760055
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用物理学一般
研究機関北九州工業高等専門学校 (2014)
名古屋工業大学 (2012-2013)

研究代表者

谷口 茂  北九州工業高等専門学校, 制御情報工学科, 助教 (00626880)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード衝撃波工学 / 実在気体 / 数理工学 / 数値解析 / 非平衡熱・統計力学 / 拡張された熱力学 / 非線型波動 / 濃密気体
研究成果の概要

実在気体中の波動現象について理論・数値解析を行い、主に以下の成果を得た。
(1)多原子分子気体中の超音波および衝撃波を「拡張された熱力学(ET)」理論に基づいて解析し、従来の理論の適用可能範囲を超える強非平衡現象の説明に成功した。特に、(2)多原子分子希薄気体中の衝撃波構造を統一的に解析できる方法を初めて提案した。(3)多原子分子気体に対するET理論自体についても研究を行い、進展させた。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Non-linear extended thermodynamics of real gases with 6 fields2015

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, T. Ruggeri, M. Sugiyama and S. Taniguchi
    • 雑誌名

      International Journal of Non-Linear Mechanics

      巻: 72 ページ: 6-15

    • DOI

      10.1016/j.ijnonlinmec.2015.02.005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the six-field model of fluids based on extended thermodynamics2014

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, T. Ruggeri, M. Sugiyama and S. Taniguchi
    • 雑誌名

      Meccanica

      巻: 49 号: 9 ページ: 2181-2187

    • DOI

      10.1007/s11012-014-9886-0

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A study of linear waves based on extended thermodynamics for rarefied polyatomic gases2014

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, S. Taniguchi, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Acta Applicandae Mathematicae

      巻: 132 号: 1 ページ: 15-25

    • DOI

      10.1007/s10440-014-9888-x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Shock wave structure in a rarefied polyatomic gas based on extended thermodynamics2014

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi, T. Arima, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Acta Applicandae Mathematicae

      巻: 132 号: 1 ページ: 583-593

    • DOI

      10.1007/s10440-014-9931-y

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of the dynamic pressure on the shock wave structure in a rarefied polyatomic gas2014

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi, T. Arima, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 26 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.4861368

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic theory of the shock wave structure in a rarefied polyatomic gas: Beyond the Bethe-Teller theory2014

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi, T. Arima, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 号: 1

    • DOI

      10.1103/physreve.89.013025

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造I:14 変数理論2014

    • 著者名/発表者名
      谷口茂、有馬隆司、杉山勝
    • 雑誌名

      平成25年度衝撃波シンポジウム講演論文集

      巻: 24 ページ: 440-446

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造II:6 変数理論2014

    • 著者名/発表者名
      有馬隆司、谷口茂、杉山勝
    • 雑誌名

      平成25年度衝撃波シンポジウム講演論文集

      巻: 24 ページ: 447-453

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造III:緩和過程2014

    • 著者名/発表者名
      服部拓麻、谷口茂、有馬隆司、杉山勝
    • 雑誌名

      平成25年度衝撃波シンポジウム講演論文集

      巻: 24 ページ: 454-458

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dispersion relation for sound in rarefied polyatomic gases based on extended thermodynamics2013

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, S. Taniguchi, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Continuum Mechanics and Thermodynamics

      巻: 未定 号: 6 ページ: 727-737

    • DOI

      10.1007/s00161-012-0271-8

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monatomic rarefied gas as a singular limit of polyatomic gas in extended thermodynamics2013

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, S. Taniguchi, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 377 号: 34-36 ページ: 2136-2140

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2013.06.035

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light Scattering in Rarefied Polyatomic Gases Based on Extended Thermodynamics2013

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, S. Taniguchi and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics

      巻: 34 ページ: 15-16

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 実在気体における新しい種類の衝撃波:Compressive upper shock II2013

    • 著者名/発表者名
      谷口茂
    • 雑誌名

      平成24年度衝撃波シンポジウム講演論文集

      巻: 23 ページ: 263-266

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Extended thermodynamics of real gases with dynamic pressure: An extension of Meixner's theory2012

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, S. Taniguchi, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 376 号: 44 ページ: 2799-2803

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2012.08.030

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propagation of Sound Wave in Rarefied Polyatomic Gases Based on Extended Thermodynamics I. Longitudinal Wave2012

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, S. Taniguchi, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Proceeding of Symposium on Ultrasonic Electronics

      巻: 33 ページ: 315-316

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Propagation of Sound Wave in Rarefied Polyatomic Gases Based on Extended Thermodynamics II. Transverse Wave2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizuno, T. Arima, S. Taniguchi and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Proceeding of Symposium on Ultrasonic Electronics

      巻: 33 ページ: 317-318

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張された熱力学に基づく多原子分子希薄気体の動的構造因子2015

    • 著者名/発表者名
      ○有馬隆司、杉山勝、谷口茂
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 拡張された熱力学に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造IV:Meixner理論との関係2015

    • 著者名/発表者名
      ○谷口茂、杉山勝
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      群馬県伊香保温泉ホテル天坊
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 拡張された熱力学に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造V:水素の同位体効果2015

    • 著者名/発表者名
      ○竹内佑太、竹田宗弘、谷口茂、小石まどか、杉山勝
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      群馬県伊香保温泉ホテル天坊
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 拡張された熱力学に基づく希薄水素気体中の衝撃波構造の解析2015

    • 著者名/発表者名
      ○小石まどか、谷口茂、竹内佑太、竹田宗弘、杉山勝
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第53期総会・講演会
    • 発表場所
      近畿大学工学部東広島キャンパ ス
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear Extended Thermodynamics of Real Gases with Six Fields. Part I: Universal Principles and Field Equations2014

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, ○T. Ruggeri, M. Sugiyama and S. Taniguchi
    • 学会等名
      Current Problems in Fluid-Dynamics and Non-Equilibrium Thermodynamics
    • 発表場所
      Bressanone, Italy
    • 年月日
      2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nonlinear Extended Thermodynamics of Real Gases with Six Fields. Part II: Comparison with the Meixner Theory of Relaxation Processes2014

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, T. Ruggeri, ○M. Sugiyama and S. Taniguchi
    • 学会等名
      Current Problems in Fluid-Dynamics and Non-Equilibrium Thermodynamics
    • 発表場所
      Bressanone, Italy
    • 年月日
      2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular Extended Thermodynamics of Polyatomic Gases with Many Number of Moments2014

    • 著者名/発表者名
      ○T. Arima, T. Ruggeri, M. Sugiyama and S. Taniguchi
    • 学会等名
      Current Problems in Fluid-Dynamics and Non-Equilibrium Thermodynamics
    • 発表場所
      Bressanone, Italy
    • 年月日
      2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Shock waves in rarefied polyatomic gases with large bulk viscosity based on extended thermodynamics2014

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi, T. Arima, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 学会等名
      Current Problems in Fluid-Dynamics and Non-Equilibrium Thermodynamics
    • 発表場所
      Bressanone, Italy
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多原子分子希薄気体中の衝撃波構造に対する動圧の影響2014

    • 著者名/発表者名
      ○谷口茂、有馬隆司、T. Ruggeri、杉山勝
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 多原子分子気体に対する「拡張された熱力学」理論とそれに基づく衝撃波構造の解析2014

    • 著者名/発表者名
      ○谷口茂、有馬隆司、T. Ruggeri、杉山勝
    • 学会等名
      第12回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2014-06-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dense-Gas Model Based on Extended Thermodynamics

    • 著者名/発表者名
      ○M. Sugiyama, T. Arima, S. Taniguchi and T. Ruggeri
    • 学会等名
      4th International Conference on New Trends in Fluid and Solid Models
    • 発表場所
      Salerno, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extended Thermodynamics of Dense Gases: Review of Its Recent Developments

    • 著者名/発表者名
      ○M. Sugiyama, T. Arima, S. Taniguchi and T. Ruggeri
    • 学会等名
      International Conference on Waves and Stability in Continuum Mechanics
    • 発表場所
      Levico TN, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Propagation of Linear Waves in Rarefied Polyatomic Gases Based on Extended Thermodynamics

    • 著者名/発表者名
      ○T. Arima, S. Taniguchi, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 学会等名
      International Conference on Waves and Stability in Continuum Mechanics
    • 発表場所
      Levico TN, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Shock structures and sub shocks in rarefied polyatomic gases based on extended thermodynamics

    • 著者名/発表者名
      ○S. Taniguchi, T. Arima, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 学会等名
      International Conference on Waves and Stability in Continuum Mechanics
    • 発表場所
      Levico TN, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 希薄な二酸化炭素気体中の衝撃波構造に関する「拡張された熱力学」を用いた解析

    • 著者名/発表者名
      ○谷口茂、有馬隆司、杉山勝、T. Ruggeri
    • 学会等名
      日本物理学会第2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Light scattering in Rarefied Polyatomic Gases Based on Extended Thermodynamics

    • 著者名/発表者名
      ○T. Arima, S. Taniguchi and M. Sugiyama
    • 学会等名
      第34回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造

    • 著者名/発表者名
      谷口茂
    • 学会等名
      第79回現象数理セミナー
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 「拡張された熱力学」理論の多原子分子希薄気体中の衝撃波構造への応用

    • 著者名/発表者名
      谷口茂
    • 学会等名
      第七回紀州吉宗セミナー
    • 発表場所
      和歌山大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造I:14 変数理論

    • 著者名/発表者名
      ○谷口茂、有馬隆司、杉山勝
    • 学会等名
      平成25年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造II:6 変数理論

    • 著者名/発表者名
      ○有馬隆司、谷口茂、杉山勝
    • 学会等名
      平成25年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造III:緩和過程

    • 著者名/発表者名
      ○服部拓麻、谷口茂、有馬隆司、杉山勝
    • 学会等名
      平成25年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張された熱力学に基づく多原子分子希薄気体中を伝播する縦波 II

    • 著者名/発表者名
      ○有馬隆司、 谷口茂、 杉山勝
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Dense-Gas Model Based on Extended Thermodynamics

    • 著者名/発表者名
      M. Sugiyama, T. Arima, S. Taniguchi, and T. Ruggeri
    • 学会等名
      4th International Conference on New Trends in Fluid and Solid Models
    • 発表場所
      Salerno, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extended Thermodynamics of Dense Gases: Theory and Its Application

    • 著者名/発表者名
      M. Sugiyama, T. Arima, S. Taniguchi, and T. Ruggeri
    • 学会等名
      The 6th China-Italy Colloquium on Applied Mathematics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Shock-induced phase transitions in systems of hard spheres with attractive interactions

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi
    • 学会等名
      XXXVII Summer School on Mathematical Physics
    • 発表場所
      Ravello, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 実在気体における新しい種類の衝撃波:Compressive upper shock II

    • 著者名/発表者名
      谷口茂
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学・東広島キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張された熱力学に基づく多原子分子希薄気体中を伝播する縦波と横波の解析

    • 著者名/発表者名
      有馬隆司、水野葉子、谷口茂、杉山勝
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学・東広島キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 実在気体における新しい種類の衝撃波:Compressive upper shock II

    • 著者名/発表者名
      谷口茂
    • 学会等名
      平成24年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場(小倉)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Propagation of Sound Wave in Rarefied Polyatomic Gases Based on Extended Thermodynamics I. Longitudinal Wave

    • 著者名/発表者名
      T. Arima, S. Taniguchi, T. Ruggeri and M. Sugiyama
    • 学会等名
      第33回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      千葉大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Propagation of Sound Wave in Rarefied Polyatomic Gases Based on Extended Thermodynamics II. Transverse Wave

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizuno, T. Arima, S. Taniguchi and M. Sugiyama
    • 学会等名
      第33回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      千葉大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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