| 研究課題/領域番号 |
16K05646
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
大鳥 範和 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20272859)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 希ガス / 輸送係数 / 自己拡散係数 / 粘性率 / ストークス－アインシュタインの関係 / フラーレン |
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| 研究実績の概要 |
申請書の研究計画欄に記載のとおり、過冷却状態のシミュレーションでは、希ガスの純液体とKob-Andersen（KA）モデルに基づく２成分混合系の２つを対象として、MD計算による各輸送係数の評価を行った。また、同様に、超臨界状態のシミュレーションでは、希ガスの各単純液体を対象として、MD計算による各輸送係数の評価を行った。以上の結果、現在、後者について論文投稿を行って査読を受けているところであり、また前者についても補足計算を行って投稿論文を準備しているところである。特に後者については、超臨界状態を通じて気体の密度領域から液体の密度領域まで、密度を連続的に変化させた場合の、自己拡散係数、粘性率、熱伝導率について、広範な温度領域での評価を行った結果、それぞれの温度、数密度、充填率依存性を系統的に明らかにして、それぞれ定式化することができた。また、得られた表式からStokes-Einstein（SE）の関係を導き、密度によってどのようにSEの関係の破れが生じるかを明らかにした。さらに、その破れの起源が粘性率の気体的挙動にあることも突き止めた。
一方、29年度に計画していた、希ガス液体中のフラーレン類の自己拡散係数の各変数依存性をMD計算によって調べる研究についても着手し、結果を得て論文投稿し出版された。希ガス中のフラーレンは、ブラウン運動する巨大粒子を模した系で、本研究ではその自己拡散係数を、温度、拡散する溶質分子の質量、数密度、溶媒の充填率、および溶質と溶媒間の相互作用エネルギーの比率の関数として定式化すること成功した。特に、この結果導かれたSEの関係式を従来のSEの関係式と比較した結果、従来の表式に現れるスリップとスティックの流体力学的境界条件が、分子論的には溶質と溶媒間の相互作用エネルギーの比率で表されることを明らかにすることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
申請書の研究計画欄に記載のとおり、28年度に計画していた過冷却状態および超臨界状態での各輸送係数の評価を行い、さらに29年度に計画していた希ガス液体中のフラーレン類の自己拡散係数の評価についても行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度は、当初計画のとおり、多原子分子からなる液体として、N2, O2, CH4, CCl4を対象として、無次元化された輸送係数の各変数依存性をMD計算によって評価する。また、同様に、多原子分子からなる液体の過冷却状態として、水を対象として、無次元化された自己拡散係数と粘性率の各変数依存性をMD計算によって評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
著名な国際会議が29年度に複数開催されることが判明し、28年度の外国出張を見送って29年度に複数回の出張を行うよう予定を変更したため。また、研究計画の再精査の結果、計算機資源の需要のピークが29年に当たることが判明し、その時点にも新たに計算機を調達することが有効であると判明したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
29年度に、複数回の国際会議出席および研究打合せのための外国出張の経費として使用する。また、追加の計算機の調達にも使用する。
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