「拡張された熱力学」の基礎的研究とそのメゾスコピック現象への工学的応用

点击翻译按钮获取中文摘要

この研究は、従来までの非平衡熱力学理論が採用してきた「局所平衡の仮定」が成り立たない、時間的・空間的に急激に変動する現象、例えば、衝撃波現象、光散乱、第二音波などにも適用可能なように拡張された熱力学理論の基礎を確立しようとするものである。また、デバイスの微細化、微細加工などに伴い発見された種々のメゾスコピック現象に対する熱力学的現象論の必要性にも応える。平成18年度において、以下の研究を行った。・拡張された熱力学の理論的基礎、特に境界条件設定の問題に関する研究:熱力学的基礎方程式に対する境界条件の決定問題に関する研究を継続した。問題の本質を明確にするため、静止した希薄気体中の熱伝導問題をさらに詳細に解析し、特にエントロピー論的観点から考察した。すなわち、最大エントロピー原理、エントロピ-生成速度、相対エントロピーなどを用いた解析である。今後は、動的安定性理論を用いた解析も行う予定である。これらの結果は国内外の学会で発表され、論文として投稿準備中である。拡張された熱力学における「ゆらぎ」理論についても基礎研究を行った。・数値解析およびシミュレーション:流体および固体中の熱伝導に関して分子動力学シミュレーションを行った。特に、1次元弾性質点系における熱伝導問題の研究を継続した。拡張された熱力学の観点から興味ある結果が得られたので論文としてまとめている。・研究者ネットワークの構築:外国人特別研究員と国内外の関連研究者との研究討論、あるいは研究会発表などを受入研究者として積極的に手助けし、視野の広い共同研究を行うよう努力した。