非平衡混合気体の挙動についての気体論的研究

非平衡气体混合物行为的气体理论研究

基本信息

批准号：
14750115
负责人：
小菅真吾
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
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

项目摘要

本年度は以下のような研究・発表を行った。(1)平行二平板間の2成分混合希薄気体に生じる3種の流れ(ポアズイユ流・熱遷移流・拡散すべり流)について、流れが弱い場合に対し、線形化ボルツマン方程式(剛体球分子を仮定)の直接数値解析により調べた結果を、第24回国際希薄気体力学会議(2004年7月10日から16日、イタリア・バリ)にて発表した。(2)上記の解析は、高精度の差分法によるものだが、ボルツマン方程式を直接扱うため計算負荷が非常に大きい。より広範囲のパラメータに対する結果や、様々な分子モデルの違いによる影響を調べるため、計算負荷の小さいモデル・ボルツマン方程式を使った解析を行った。これにより、剛体球分子とマクスウェル分子の場合に、様々な希薄度・成分濃度に対して、上記3種の流れの流量を即座に求めることのできるデータベースを作成した。(3)蒸気と非凝縮性気体(蒸気とは別種の、蒸発・凝縮をしない気体)との混合気体中に、蒸気の凝縮相からなる揮発性の微粒子があるとき、この微粒子の周りの流れを線形化モデル・ボルツマン方程式に基づき解析した。背景の混合気体が、(a)一様流速を持つとき、(b)一様な温度勾配を持つとき、(c)一様な成分濃度勾配を持つとき、について調べた。これらの結果を組み合わせることにより、微粒子の熱泳動や拡散泳動の原因となる力を求め、微粒子の速度を求めることが出来る。なお(c)の結果は、先に(1)で記したものと同じ国際会議にて発表した。

今年，进行了以下研究和演讲：（1）在两个平行两个平面之间的两种分量混合稀有气体（在流量很弱时）在两种平行的稀有气体之间进行的三种流动（Poiseuille流量，热过渡流量和扩散滑动流），通过直接数值分析（假设在刚性跨度的线性机制）上进行了直接数值分析（假设在刚性跨度上），则在24个刚性跨度会议上进行了数值分析）。（2004年7月10日至16日，意大利巴厘岛）。（2）上述分析基于高精度差异方法，但是由于它直接处理了玻尔兹曼方程，因此计算负担非常重。为了研究更广泛的参数范围的结果以及在各种分子模型中差异的影响，我们使用Boltzmann方程进行了分析，Boltzmann方程是一个计算负载较低的模型。这创建了一个数据库，该数据库允许立即确定上述三种类型的流量的流速，用于刚性球体分子和麦克斯韦分子的各种稀释和组件浓度。（3）当有挥发性细颗粒由蒸汽混合物中的蒸汽相结合的挥发性细颗粒（不蒸发或冷凝的气体）的气体混合物中，基于线性化模型螺栓螺栓剂方程，分析了这些细颗粒周围的流动。当（a）具有均匀的流速时，（b）具有均匀的温度梯度，并且（c）具有均匀的成分浓度梯度时，研究了背景气体混合物。通过结合这些结果，可以确定会导致热粒子和细颗粒扩散运动的力，并且可以确定细颗粒的速度。（c）的结果在（1）中提到的同一国际会议上提出。