|
本研究では、最近安価で手軽に使用できるようになったパーソナルコンピュータやワークステーションを用いて、単体および混合気体、特に実験的に決定することが困難な活性な分子種の物性値を精度よく推算する方法について研究する。
まず、拡散係数、熱拡散係数を実験的に求めるための装置を作製した。必要なガス循環用のポンプを手作りし、拡散、熱拡散によって分離した分子種の濃度測定のためのマスフィルタガス分析計は既存もの利用して装置に取り付けた。手始めに、装置の試験として、ヘリウム-六弗化イオウ系を題材に熱拡散係数の測定を行なった。測定結果は既往の論文と良い一致を示し、熱拡散係数測定装置としての妥当性が確認できた。但し、室温以下での測定が不可能であるために、冷却用のジャケット取り付けるなどの改良を現在行ない、低温から高温まで熱拡散係数が測定できるように改良を行なっている。
また、分子動力学法による二成分剛体球モデルに対応した熱拡散係数の推算コードの作成を行なった。シミュレーションコードの正当性の確認のため、統計力学より導かれる平均自由行程および拡散係数の値の比較を行なったが、シミュレーション値のほうが1〜2割大きい値となった。これは、計算領域境界近傍の衝突アルゴリズムに問題があると考えられるので、現在より正確な分子衝突がシミュレーションできるようにアルゴリズムの改良を行っている。
今後は上述のような球形に近い分子ばかりでなく、熱拡散係数について殆ど測定値が無い直鎖型分子等の熱拡散係数の測定を行なう。また、二成分剛体球のシミュレーションコードの開発を完成させ、ソフトコアや直鎖型などの実存分子に対応できるコードへの改良を行なっていく予定である。
|
