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非平衡系における熱力学構造とその非線形動力学系に対する一般化

非平衡系统的热力学结构及其对非线性动力系统的推广

基本信息

批准号：
14740229
负责人：
湯川諭
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740229/
关键词：
非平衡定常状態ブルカノ式噴火相変化を伴う熱伝導化学反応ネットワーク非平衡ダイナミクス非平衡仕事法 Jarzynski等式交通流の物理的性質渋滞実験量子開放系の熱力学 LindbladのH定理熱伝導と相転移高速道路交通流の物理的性質

项目摘要

今年度は、非平衡系における熱力学構造の基本的な知見を得るために、対象としてブルカノ式噴火を取り扱い、そのような状況での熱力学的な構造を調べた。ブルカノ式噴火は、流体的な非線形現象と、相転移、相分離が複雑に絡み合う非平衡現象であり、このような対象を調べることは、本研究課題にも関連する重要な知見が得られる可能性がある。具体的には、ブルカノ式噴火をLennard-Jones(LJ)粒子系をもちいてモデル化し、LJ粒子系の二成分流体として記述した。この系をつかい、衝撃波管の実験に対応する条件でシミュレーションを行った結果、衝撃波と気泡生成を伴うブルカノ式噴火に特徴的な現象を再現することができた。また、熱力学的構造を調べるために、熱力学量をシミュレーションで得られる物理量から計算し、噴火現象に対する新たな知見をえた。これらの成果は、学会等で発表している。また、Lennard-Jones粒子系をもちいた古典粒子系において、熱伝導の問題を計算機シミュレーションにより調べた(共同研究)。LJ粒子を使うことにより、古典的な熱伝導はもとより、相変化等を伴う熱輸送現象も議論でき、古典的な理論では記述が難しい気液界面を伴う熱輸送現象が計算シミュレーションによって再現できた。現在、この非平衡定常状態における熱力学構造を探るべくシミュレーション、理論的な考察を行っている。さらに、これらとは全く違う立場から非平衡系の熱力学構造の研究を行っている。そこでは、細胞内化学反応ネットワークを模式化した化学反応の確率モデルを作り熱平常状態ではない全く違う非平衡定常状態を構成し、熱力学、統計力学的な観点から研究を行っている(共同研究)。

The basic knowledge of thermodynamic structure in this year's non-equilibrium system is obtained, and the thermodynamic structure of the system is adjusted. The non-linear phenomenon, phase shift, phase separation, complex interaction, non-equilibrium phenomenon, phase shift, phase shift The detailed description of Lennard-Jones(LJ) particle system is as follows: This system is very important for the development of shock wave tubes. The conditions of shock wave tubes are very important for the development of shock wave tubes. Shock wave tubes are very important for the development of shock wave tubes. The structure of thermodynamics, thermodynamics, calculation of physical quantities, and new knowledge of fire phenomena The results of the study are as follows: The Lennard-Jones particle system is a classical particle system, and the problem of thermal conduction is a computer system. LJ particle heat transfer, classical heat conduction, phase transformation, etc. heat transfer phenomenon discussion, classical theory, description of difficult liquid interface heat transfer phenomenon calculation Now, this non-equilibrium steady state thermodynamic structure is explored, and the theoretical investigation is carried out. A study on thermodynamic structure of nonequilibrium systems was carried out. Chemical reactions in cells are modelled and the accuracy of chemical reactions is determined by the composition of nonequilibrium steady states, thermodynamics and statistical mechanics (joint research).