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圧縮性ナヴィエ‐ストークス方程式に対する非線形すべり境界条件

研究課題

研究課題/領域番号 26630051
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関京都大学

研究代表者

青木 一生  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10115777)

研究分担者 小菅 真吾  京都大学, 工学研究科, 助教 (40335188)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードボルツマン方程式 / ナヴィエ‐ストークス方程式 / すべり境界条件 / 希薄気体力学 / 非平衡気体 / 気体分子運動論
研究成果の概要

圧縮性ナヴィエ‐ストークス方程式に対して,ボルツマン方程式をもとに正しいすべり境界条件を数学的に根拠のある形で導出し,広い条件のもとでボルツマン方程式系に取って代わる流体力学方程式系を確立した.これにより,クヌーセン数が小さい場合の低圧気体や微小系における気体の非線形現象の取り扱いが容易になった.また,この系を用いて,希薄気体中を伝わる非線形音波,2平面壁間の希薄気体における非線形定在波の形成,復元力が働く気体中の平板の減衰振動の問題などを長時間にわたって数値解析し,様々な現象を解明した.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Université de Bordeaux/INRIA Bordeaux-Sud-Ouest/Ecole Polytecnique(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Motion of an array of plates in a rarefied gas caused by radiometric force2015

    • 著者名/発表者名
      S. Taguchi and K. Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 91 号: 6

    • DOI

      10.1103/physreve.91.063007

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The steady Boltzmann and Navier-Stokes equations2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, F. Golse, and S. Kosuge
    • 雑誌名

      Bulletin of the Institute of Mathematics, Academia Sinica (New Series)

      巻: 10 ページ: 205-257

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical analysis of the Taylor-vortex flow of a slightly rarefied gas2014

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, R. Kagaya, S. Kosuge, and H. Yoshida,
    • 雑誌名

      29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics 2014: AIP Conf. Proc.

      巻: 1628 ページ: 60-67

    • DOI

      10.1063/1.4902575

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Slip and jump boundary conditions for the compressible Navier-Stokes equations based on an asymptotic analysis of the Boltzmann equation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, C. Baranger, M. Hattori, S. Kosuge, G. Martalò, J. Mathiaud, and L. Mieussens
    • 学会等名
      30th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
    • 発表場所
      Victoria (Canada)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] On the slip boundary conditions for the compressible Navier-Stokes equations2016

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Advances in Kinetic and Fluid Dynamics Transport: Analysis and Approximations, Celebrating Claude Bardos' Impact in Mathematics and Sciences
    • 発表場所
      Austin (USA)
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decay of a linear oscillator in a rarefied gas: Spatially one-dimensional case2016

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Statistical Mechanics and Evolution Equations: A Workshop in Honor of Carlo Marchioro on Occasion of his 70th Birthday
    • 発表場所
      Rome (Italy)
    • 年月日
      2016-01-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 弱希薄気体中の非線形音波伝播の数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      小菅真吾,青木一生,山田耕平
    • 学会等名
      第29 回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Unsteady motion of a slightly rarefied gas caused by a plate oscillating in its normal direction2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Nonlinear Analysis: Kinetic Theory and Related Topics
    • 発表場所
      Taipei (Taiwan)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 静止平板と縦振動平板間の弱希薄気体の非定常運動2015

    • 著者名/発表者名
      小菅真吾,青木一生,藤原大雅
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2015
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear acoustic wave propagation in a rarefied gas: Numerical analysis based on kinetic and fluid equations2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Kinetic Equations and Related Topics: In honor of Professor C. Bardos on the Occasion of His 75th Birthday
    • 発表場所
      Wuhan (China)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the steady Boltzmann and Navier-Stokes equations in the presence of an external force2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Workshop on Hyperbolic Conservation Laws and Related Topics (In honor of Tai-Ping Liu's 70th Birthday
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A numerical study of the Taylor-Couette problem for a vapor-gas mixture2014

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Conference "Kinetic Equations"
    • 発表場所
      Marseille (France)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical analysis of the Taylor-Vortex flow of a slightly rarefied gas2014

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, R. Kagaya, and S. Kosuge
    • 学会等名
      29th International Symposium on rarefied Gas Dynamics
    • 発表場所
      Xi'an (China)
    • 年月日
      2014-07-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical analysis of the Taylor-vortex flow of a slightly rarefied gas2014

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki
    • 学会等名
      Summer School: Methods and Models of Kinetic Theory
    • 発表場所
      Porto Ercole (Italy)
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 青木一生ホームページ

    • URL

      http://www.mfd.me.kyoto-u.ac.jp/member/aoki/aokij.htm

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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