| 研究課題/領域番号 |
17H00844
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
三宅 淳巳 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 教授 (60174140)
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| 研究分担者 |
井上 智博 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70466788)
伊里 友一朗 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 助教 (90794016)
塩田 謙人 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(助教) (30827837)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | エネルギー物質 / 爆発 / 発火 / 爆轟 / 詳細反応モデリング |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、爆発現象の理解と予測精度を飛躍的に向上させるため，外部エネルギーの入射による反応の生起から分解，発火，燃焼，爆発に至るプロセスを精密な実験で測定，解析するとともに，現象を分子レベルでの化学結合の組み替えによる詳細反応解析に基づく量子化学計算により再現し，爆発の発生，伝播及び爆発影響予測に至る体系的な爆発学理の構築を図ることである。
令和元年度は、前2年の成果を土台に①詳細反応モデリング時に実施する量子化学計算に取り込む溶媒効果の抜本的な改善、②凝縮相エネルギー物質の衝撃起爆に関する分子動力学に基づく基礎的検討に取り組んだ。①に関しては，量子力学/連続誘電体モデル(QM/PCM)法の理論に立ち返り，エントロピー算出モデルにおける溶媒効果を理論的に見直し改善した．その結果，現行法を大幅に改善する精度を与えるモデル構築を達成した．当該成果を取りまとめた論文は英国王立化学会が発行するPhys. Chem. Chem. Phys.誌のHot article 2019に選出された．②に関しては，衝撃起爆過程の解明が求められる硝酸アンモニウムについて，第一原理分子動力学計算を用いた格子振動-分子振動励起およびバンドギャップ解析を実施した。その結果，格子振動と分子振動が非調和的にカップリングすることで，衝撃エネルギーが分子に伝達され，分子結合が切断されるメカニズムを定性的に説明することができた．
これら研究進捗により、前年度より課題として挙げられていた、詳細反応モデリングにおける凝縮相化学反応の理論的取扱いの向上(液相エントロピーの高精度な算出)や熱以外の外部エネルギーに関する応答に関して大きく進展したと判断する。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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