計算機シミュレーションによる高せん断応力下での高分子液体の挙動の解明

使用计算机模拟阐明聚合物液体在高剪切应力下的行为

• 批准号: 07236232
• 负责人: 山本 量一
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07236232/
• 关键词: 分子シミュレーション; 相分離; せん断

流体の相転移・相分離と流動が結びついた現象が大きくみて次の2つのカテゴリーに分類することができる.第一のカテゴリーは,相分離している流体系に流動が加えられる場合であり,流体のドメイン構造が流動により大きな変形を受け,ドメイン構造の変化が流体のレオロジーにも影響する.一方,第二のカテゴリーでは流動によるストレスが流体の内部構造に作用し,均一であった流体が流動下で相分離の傾向を示す.今年度については「せん断流下での2成分流体の挙動」を分子動力学シミュレーションによって調べたが,これは第一のカテゴリーに属する.現在のところ2次元のLennard-Jones流体を取り扱っている.ミクロなモデルを用いる最大の利点は,流体力学的な効果も自然に取りこまれることにある.まずせん断流下で相分離する流体のドメインの構造について調べた.その結果,せん断流下の定常状態ではドメインは流れの方向に大きく引き延ばされ,ストリングのように細長くつながることがわかった.このようなドメインのストリング構造は,高分子混合物では観察されているが,低分子混合物に対しては今回のシミュレーションではじめて確認された.また,シア-下で相分離する流体系の散乱パターンは,1)楕円形に引き延ばされ,2)主軸方向に暗い筋が,3)非対象に入っているが,これらの特徴は,3)波数依存の1)アフィン変形に2)ロ-パスフィルターを加えることでほぼ再現できることがわかった.次にシア速度を変えたときの流体の定常状態での粘性率の変化を調べた.シアが非常に大きいので流体は非ニュートン的な挙動を示すが,粘性率をバルクと界面の成分に分けて考えるとバルクより界面の非ニュートンが大きいことがわかった.今後は前述第二のカテゴリーに属する現象を取り扱う予定である.

Moving fluid の phase planning, phase separation flow と が knot び つ い た phenomenon が big き く み て の 2 つ の カ テ ゴ リ ー に classification す る こ と が で き る. First の カ テ ゴ リ ー は, phase separation し て い る flow system flow に が plus え ら れ る occasions で あ り, fluid の ド メ イ ン structural が flow に よ り big き な - shaped を け, ド メ イ の ン structure - the が fluid の レ オ ロ ジ ー に も influence す る. One party, the second の カ テ ゴ リ ー で は flow に よ る ス ト レ ス が fluid の internal structure に し, uniform で あ っ が た fluid flow under で phase separation の tendency を す. Our に つ い て は "せ ん cut-out under で の 2 composition fluid の 挙" を molecular dynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て adjustable べ た が, こ れ は first の カ テ ゴ リ ー に genus す る. Now の と こ ろ 2 dimensional の Lennard - Jones fluid を take り Cha っ て い る. ミ ク ロ な モ デ ル を with い は る の biggest profit point, fluid mechanics な unseen fruit も natural に take り こ ま れ る こ と に あ る. ま ず せ ん cut-out of separating the で す る fluid の ド メ イ ン の tectonic に つ い て adjustable べ た. そ の results, せ ん cut-out の under constant Flow state で は ド メ イ ン は れ の direction に big き く lead き delay ば さ れ, ス ト リ ン グ の よ う に slender く つ な が る こ と が わ か っ た. こ の よ う な ド メ イ ン の ス ト リ ン グ は structure, polymer mixture で は 観 examine さ れ て い る が, low molecular compounds に し seaborne て は today back の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で は じ め て confirm さ れ た. ま た , シ ア - separating the next で す る flow system の scattered パ タ ー ン は, 1) 楕 has drifted back towards &yen; form に lead き delay ば さ れ, 2) the spindle direction に dark い jin が, 3) not like に into the seaborne っ て い る が, こ れ ら の, 徴 は, 3) wave number dependent の 1) ア フ ィ ン に - form 2) ロ - パ ス フ ィ ル タ ー を plus え る こ と で ほ ぼ reappearance で き る こ と が わ か っ た. Time に シ を ア speed variations え た と き の fluid の steady state で の の viscosity rate - the を adjustable べ た. シ ア が very big に き い の で fluid は non ニ ュ ー ト ン of な 挙 dynamic を shown す が, rate of viscous を バ ル ク と interface の composition に け て exam え る と バ ル ク よ り interface の non ニ ュ ー ト ン が big き い こ と が わ か っ た. From now on, the second batch カテゴリ カテゴリ に に mentioned above belongs to the する phenomenon を and is determined as である by taking the <s:1> う.

项目成果

R. Yamamoto and K. Nakanishi: "Computer simulation of vapor-liquid phase separation in two and three-dimensional fluids. II. Domain structure" Physical Review B. 51. 2715-2722 (1995)

R. Yamamoto 和 K. Nakanishi：“二维和三维流体中汽液相分离的计算机模拟。II. 域结构”物理评论 B. 51. 2715-2722 (1995)

R. Yamamoto and K. Nakanishi: "Computer simulation of vapor-liquid phase separution" Molecular Simulation. (発表予定).

R. Yamamoto 和 K. Nakanishi：“汽液相分离的计算机模拟”分子模拟（待提交）。

R. Yamamoto, C. Kitao and K. Nakanishi: "Can the van der Weals loop vanish? Effect of domain size" Molecular Physics. 84. 757-768 (1995)

R. Yamamoto、C. Kitao 和 K. Nakanishi：“范德韦尔斯环能否消失？域大小的影响”分子物理学。