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円管内流れの分子気体力学的研究

圆管内流动的分子气体动力学研究

基本信息

批准号：
21K14076
负责人：
初鳥匡成
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

项目摘要

本研究では，マイクロ・ナノデバイスや微細構造を有する多孔質体などに代表される微小系内の気体流を考え，とくに円管内の流れを中心に分子気体力学に基づいて調べる．近年の微小系内の高密度気体流の研究の状況をふまえ，本研究もまずここに重点をおくこととした．初年度には，円管内流を調べる準備も兼ねて，平行2平板間の高密度気体流れの調査を開始していた．エンスコグ方程式と気体論的境界条件に基づいた問題の定式化，衝突積分の高速フーリエスペクトル計算法と組み合わせた方程式の空間積分形に基づく反復による数値計算コードの開発，数値データの取得等を行っていた．結果として，平板間の気体の流速および熱流などの巨視量の分布や質量流束，気体分子の速度分布関数を，系の微小さと気体の濃密さの指標である気体分子の平均自由行程および分子直径の平板間隔との比の様々な値に対して得ることができていた．本年度はまずその結果をさらに洗練させた後，国内・国際学会にて発表し，査読付き学術誌へも受理された．また，別途，その派生として非定常の熱伝達問題に関する結果を得ることができ，こちらも査読付きOA誌へ掲載された．本年度は，円管内流れの問題の定式化，計算法および数値計算コードの開発に取り組むとともに，予備的な計算に着手した．定式化と計算法の検討の段階では，（大規模）計算機で実行が可能と見込まれる程度に負荷を減らす工夫が施せた．数値計算コードの開発では，前年度のものを土台にして慎重にかつ効率よく進めることができている．このように，次年度に系統的にデータを取得する準備が整ったといえる．

In this study, we investigated the molecular dynamics of porous materials in microsystems, and investigated the molecular dynamics of porous materials in microsystems. The present study focuses on the research of high density gas flow in micro systems. In the beginning of the year, the investigation of high density gas flow between two parallel plates began. The boundary condition of the equation and the theory of the body is the formulation of the basic problem, the calculation method of the conflict integral, the combination of the equation and the space integral form, the iteration of the basic problem, the calculation of the numerical value, the development of the numerical value, the acquisition of the numerical value, etc. The results show that the velocity distribution of gas between plates and the mass flux distribution of gas molecules are related to the density index of minute gas molecules, and the mean free path of gas molecules and the ratio of molecular diameter to plate spacing are related to each other. This year, after the first round of training, the national and international societies issued a report to examine the academic journal acceptance. The result of the non-stationary heat transfer problem can be found in the paper. This year, the problem of internal flow is formulated, and the calculation method and numerical value are calculated. The level of research on formalized computing methods is different from that on (large-scale) computers, which can be implemented to the extent that the load is reduced. The number of calculations is calculated from the beginning to the end of the previous year. The next year's event was held.