| 研究課題/領域番号 |
21K03866
|
|---|
| 研究機関 | 群馬工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
矢口 久雄 群馬工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20568521)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | 微小液滴 / 気液界面 / 蒸発・凝縮 / 分子動力学 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は，微小液滴の気液界面を対象として，気液間の質量・運動量・エネルギー輸送に関わる重要なパラメータである凝縮係数に及ぼす界面曲率の影響ならびに不純物による影響について，独自に開発した分子動力学シミュレーションプログラムを用いて定量的に明らかにする．従来は考慮されていなかったこれらの影響を定式化することで，微小液滴の成長を記述する既存モデルに改良を施し，水蒸気タービンやインクジェットプリンタ，液滴衝突を利用した半導体洗浄における流体制御などの工学的応用を始めとして，いま深刻な社会問題となっている新型コロナウイルス感染拡大における飛沫・エアロゾル伝播，集中豪雨・局地的大雨などのメソスケール顕著現象の予測精度向上に貢献することを目的とする．2年目にあたる本年度については研究計画にしたがって以下の成果が得られている：
(1)アルゴンのナノ液滴と蒸気の気液平衡系に関する分子動力学シミュレーションプログラムにおいて，系に不純物としてのネオン分子を任意の個数追加する拡張を行った．
(2)上記で開発したプログラムを用いて，不純物であるネオンのモル分率とアルゴンのナノ液滴の液滴半径を系統的に設定した分子動力学シミュレーションを実行した．
(3)温度85Kのアルゴンのナノ液滴とその蒸気の気液平衡系において，ネオンのモル分率が液相密度や気相密度に与える影響について検討し，特に気相におけるアルゴンのKelvin効果とネオンの気相密度の関係性などを定量的に明らかにした．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ほぼ初年度の計画どおりに研究を実施できていることに加えて，計画当初から想定していた知見もおおむね順調に得られていると判断されるため．
|
| 今後の研究の推進方策 |
これまでに得られた成果を総合し，最終年度においても研究計画を遅延なく進めていく．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルスの第7波と第8波の影響により，予定していた国内学会への参加を見合わせたことに加えて，研究打ち合わせをオンラインに切り替えたことで旅費の使用がなくなったため．これにともない，データ処理及び研究発表用のパソコンの購入も見合わせたことで物品費も予定より少ない金額に抑えられた．これらの残額と合わせることにより，最終年度に必要となるデータ処理用のパソコンを当初予定よりも高性能なモデルに変更し，研究の効率化を図る計画である．
|
