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ナノ・スケール気体流に対する新しい流体力学的モデルの構築

构建新的纳米级气流流体动力学模型

基本信息

批准号：
17656033
负责人：
青木一生
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

1.ナノ・スケール流路におけ拡散型モデルの構築近年のマイクロ・ナノテクノロジーの発展に伴い,気体分子の表面拡散やナノスケールの超微細構造内での気体分子の流れの解明が重要な研究課題になっている.本研究では,壁面を構成する分子のポテンシャルによって壁面近傍に捕捉された気体分子の運動を,気体分子と固体フォノンの相互作用をボルツマン型の衝突積分で表した運動論的モデルをもとに調べている.平成19年度には,これまで断片的に得られていた結果を統合し,ボルツマン型方程式をもとに,物理的な仮定を順次導入することによって,メゾスコピックモデル,拡散型モデルからなるモデルの階層構造を構築した.メゾスコピックモデルから(気体の密度分布に対する)拡散型モデルの導出には,多重スケール法(均質化法)を用いた.2.マイクロスケール気体流に対する拡散型モデルの構築マイクロスケールにおける気体では,流路壁に沿って空間的温度変化があると気体の流れが起こる(熱ほふく流,熱遷移流).本研究では,この現象を利用した非機械式マイクロポンプ(クヌーセン型ポンプ)のモデリングとシミュレーションを行っている.平成17年度には,流路幅が流路の形状変化や温度変化のスケールに比べて小さいとして,流路内の気体の密度(あるいは圧力)分布を記述する移流拡散型モデルを導出したが,その際示した具体例は,2次元流路に対するもののみであった.平成19年度には,流路が円管である場合にもこの移流拡散型モデルが応用できるように,拡散係数のデータベースを整備するとともに,これを用いて太い円管と細い円管を交互に多数つないだクヌーセンポンプ内の気体の挙動を解明した.また,上述の移流拡散型モデルを,多原子分子気体に対して拡張した.ここでは,そのもととなるボルツマン方程式として,多原子分子気体に対するESモデルを用いた.

1. In recent years, there has been an increase in the size of the surface of the body, the surface of the body, the ultrastructure of the molecular body, the flow of molecules, the understanding of important research problems. In this study, the surface of the wall is divided into two parts: the surface of the wall is used to capture the motion of molecules near the wall, and the interaction between molecules and solids. in this study, the surface of the wall is divided into two parts: the surface of the wall, the surface of the wall. In the year of Pingcheng in 1919, the results showed that the data of the fragments were integrated, the equations of the equation were in good condition, and the physical data were analyzed for the first time. The bulk density distribution (bulk density distribution) is much higher than that of the bulk density distribution (bulk density distribution). The multiple density distribution method (homogenization method) is used in this paper. 2. The temperature of the flow channel is different from that of the temperature in the air, and the temperature of the flow wall is changed along the temperature in the air space. The purpose of this study is to make use of the non-mechanical equipment to make use of the non-mechanical equipment to improve the performance of the equipment. In the 17th year of Pingcheng, the amplitude of the flow path changed the shape of the flow path, the temperature was changed, the temperature was changed, and the density of the flow path was smaller than that of the flow path. The distribution of bulk density (force) in the flow path is described in this paper. In the year of Pingcheng in 1919, the distribution system of the flow system was used in the system, and the distribution system was used in order to improve the performance of the equipment. Most of the users are responsible for the operation of the system. The above-mentioned "transfer stream" scattered type of gas, polyatomic and molecular bodies are known to have a lot of energy. The equations of polyatomic molecules, ES molecules, polyatomic molecules and polyatomic molecules.