動的な臨界擬カシミア力によるソフトマターにおける構造形成の理論的研究

动态临界准羊绒力对软物质结构形成的理论研究

• 批准号: 21K03488
• 负责人: 藪中 俊介
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03488/
• 关键词: ２元混合系; 熱浸透効果; 相分離現象; 臨界現象; 浸透流; 毛管流; 二元混合系; 流体力学; 非平衡クロス効果; 擬カシミア力; 臨界揺らぎ

本年度は、温度勾配下での２元混合系の熱浸透効果の研究を行った。温度勾配下での臨界点近くの２元混合系の流体力学方程式を構築し、細管中の１次元的な温度、組成、圧力勾配の下での熱力学的力と流束の間の一般的な関係を記述する枠組みを構築した。さらに境界付近で働く、温度勾配に誘起された力の過剰エンタルピーに基づく表式を得た。２成分系に関してはFrenkel らが既に表式を提案しているものの、化学ポテンシャルや異方的圧力に対し、天下り的にギブスデュエムの公式を拡張し、それを適用した議論となっている。一方、我々の議論は、線形非平衡熱力学の範囲で整合的な二成分流体の連続体方程式を用いており、より堅固な導出ができたものと考えている。また具体的な全質量流の計算も行い、どちらの成分が吸着されるかによらず、上部（下部）臨界温度をもつ混合系の場合、全質量流は、温度勾配と同じ（反対の）方向になることを示した。熱浸透効果に関しては、流体中の複雑な相互作用を理論的に考察し、その方向を予言した研究はこれまでなく、本研究はその意味でも重要ではないかと考えている。これに関しては、現在論文を準備中である。また昨年度研究した、拡散浸透効果に関して、換算温度に関する、流量の冪則を精密に調べることを試みた。管の半径や、換算温度のパラメータ範囲で、冪則が明瞭に見える範囲がどのあたりか見当をつけ、予備的な数値計算を行い、ある程度明瞭な冪則を得た。引き続き検討を進め、論文として公表したいと考えている。

This year, the study of thermal permeation effect of binary mixed system under temperature and temperature matching was carried out. The fluid dynamics equations of the two-dimensional mixed system near the critical point under the temperature matching are constructed. The one-dimensional thermodynamic forces and the general relations between the flow beams under the temperature, composition and pressure matching are described. In the near future, temperature adjustment will induce the change of temperature. 2. The chemical composition of Frenkel is related to the formulation of the formula. The formula of Frenkel is related to the pressure of the formula. The equation of two-component fluid is derived from the equation of linear nonequilibrium thermodynamics. Specific calculation methods of total mass flow, adsorption of components, upper (lower) critical temperature, mixing system, total mass flow, temperature matching, and opposite directions are shown. A theoretical investigation of the effects of thermal permeation and complex interactions in fluids is presented. The implications of this study are discussed. This paper is now in preparation. In the past year's study, the effect of diffusion, the effect of conversion temperature, the effect of flow rate and the effect of precision adjustment were studied. The radius of the pipe, the conversion temperature, the range, the power rule, the calculation of the number, the calculation of the number, the degree, the power rule, the calculation of the number, the calculation of the number, the calculation of the power rule. The paper is published in the journal "The History of the World".

项目成果

選択的吸着効果のもとでの二元混合系の毛管中質量流の臨界点近くのスケーリング則

选择性吸附作用下二元混合体系质量流临界点附近的标度律

• 发表时间: 2022
• 作者: Takeshi Mito;Taiki Nakayama;Keisuke Miyamoto;Yusuke Nakai;Koichi Ueda;Slavomir Gabani;Gabriel Pristas;Karol Flachbart;Konral Siemensmeyer;Natalia Shitsevalova;Shunsuke Yabunaka and Youhei Fujitani;H. Noguchi and N. Tamemoto;野口博司;藪中俊介
• 通讯作者: 藪中俊介

Isothermal transport of a near-critical binary fluid mixture through a capillary tube with the preferential adsorption

近临界二元流体混合物通过毛细管的优先吸附等温传输

• DOI: 10.1063/5.0090218
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physics of Flluids
• 作者: Takeshi Mito;Taiki Nakayama;Keisuke Miyamoto;Yusuke Nakai;Koichi Ueda;Slavomir Gabani;Gabriel Pristas;Karol Flachbart;Konral Siemensmeyer;Natalia Shitsevalova;Shunsuke Yabunaka and Youhei Fujitani
• 通讯作者: Shunsuke Yabunaka and Youhei Fujitani

選択的吸着効果を持つ毛細管中の臨界点近くの二元混合系の輸送現象

具有选择性吸附效应的二元混合体系在毛细管内临界点附近的输运现象

• 发表时间: 2021
• 作者: 水谷聖;中井祐介;水戸毅;Md. Riad Kasem;水口佳一;藪中俊介
• 通讯作者: 藪中俊介