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エントロピー生成速度最大の原理に基づく散逸構造の時間発展の予測

基于最大熵产生率原理的耗散结构时间演化预测

基本信息

批准号：
20840039
负责人：
伴貴彦
金额：
$ 2.1万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

非平衡開放系において、液滴に二つの推進力-一様流れと界面を通じて行われる物質移動-を印加すると、液滴内部に自己組織化された流れが発生し、液滴運動が推進力の強弱により、大きく変化することがわかった。この秩序だった運動に対する今年度に得られた研究成果は、大きく分けて以下の二点である。1. 液滴内部に自発的に発生した流れが自己組織的に渦対に発展し、秩序運動が生まれ、液滴の運動を誘発する2. 液滴内部の流れおよび液滴運動のエントロピー生成速度は熱力学力の増加にともない、増加した1の秩序的な渦対の運動は、興味深い現象が多く、その内の一つに、渦対が液滴内部で、章動しながら歳差運動を行うという特異な流動現象を発見した。その運動様式は固定点を回転するコマの運動と類似しており、渦対でも剛体と同様な運動様式が発現することは特筆すべき点である。その運動メカニズムは、流体力学に基づく理論的に解析でき、実験結果と定量的に一致する計算結果が得られ、その成果を学術雑誌にて発表した。2の液滴運動における時間発展を、熱力学的に解析した結果、測定した範囲においてその散逸構造は、熱力学力と熱力学流れに線形性を持ち、単純にエントロピー生成速度が計算できることが分かった。様々な運動様式を見せる液滴運動のエントロピー生成速度は、ある熱力学力における最大値を取ることが分かり、散逸構造の変化の予測に成功した。

Non-equilibrium open system において, droplet につの propulsion - a others flow れと interface を tong じて line われる substances move - を Inca すると, droplet internal に yourself organized された flow れが発し, droplet movement が propulsion の strength により, big きく variations change することがわかった. The <s:1> <s:1> order だった movement に for the するに research results of this year に and the maximum <s:1> くく points けて below である are である. 1. Internal に droplets from 発に発 raw した flow れが own organization に vortex に seaborne 発 exhibition し, order sports がまれ, droplet のを発 lure する 2. Droplet flow internal のれおよび droplet movement のエントロピー generating speed は thermal professional qualification の raised にともない, rights and した 1 の order な vortex のは, seaborne tumblers がく, deep い phenomenon そのの within a つに, vortex internal でが seaborne droplets, nutation しながら showed poor line movement をうといな flow phenomena うを発 see した. その movement を back to others in type は protection planning するコマとの movement similar しており, vortex で seaborne もと rigid body with others in others in な movement type が発 now することは special pen すべき point である. その movement メカニズムは, fluid mechanics にづにく theory analytical でき, be 験と quantitative に consistent する computing results らがれ, その results を academic 雑 tzu にて発 table した. 2 の droplet movement における time 発 exhibition を, thermodynamics に parsing した result, determining した van 囲においてそのは dissipative structure, thermodynamics, thermodynamic flow れとに linear を hold ち, 単 pure にエントロピーが generating speed calculation できることが points かった. See others in others in 々な movement type をせる droplet movement のエントロピーは generating speed, ある thermodynamics における numerical を take the largest ることが points かり, dissipative structure の variations change のしに measurement success to た.