極低温流体中の気泡生成に関する研究

低温流体中气泡产生的研究

基本信息

批准号：
12750127
负责人：
徳増崇
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750127/
关键词：
気泡核分子動力学法状態線図輸送物性相平衡衝撃波

项目摘要

1.分子内自由度の熱伝導率に与える影響本研究では分子種いろいろ変化させて熱伝導率の計算を行い、分子内自由度が熱伝導率に与える影響について解析を行った。その結果、対臨界値が同じになる条件で計算した熱伝導率はLennard-Jonesポテンシャルのパラメータで無次元化した分子径の大きさに強く依存しており、その値が増すほど熱伝導率の値も増加する傾向があることが明らかとなった。またその内訳を見ると、液体中の熱伝導(エネルギの輸送)は分子衝突によるものが支配的であること、対臨界値が同じ条件の系の場合、衝突による並進エネルギの輸送はほぼ一定であるが、回転エネルギの輸送は大きく変化することが明らかとなった。これは対応状態原理によりこれらの計算条件では圧力の対臨界値が一致しており、熱伝導率の並進の衝突項と圧力は強い相関を持つが、回転の衝突項は圧力にはほぼ無関係に決定されることが原因であることが明らかとなった。2.気泡生成時の液体中の非平衡状態の分子動力学的解析本研究では気泡生成時に発生する非平衡状態がどのように緩和するかを分子動力学法により解析した。その結果、ポテンシャルエネルギが比較的高い状態にあった液体がそのポテンシャルエネルギを解放して飽和状態になり、その解放されたエネルギが液体の流速と温度に変換される様子が観察された。またこの圧力波の波面厚さや伝播速度なども計算することができた。しかしこの変化は密度が2.6%、温度が10%程度の変化であり、期待していたような各自由度間の明確な温度非平衡は観察されなかった。また温度や密度などの物理量が変化しているところでの状態はその液体の状態方程式で与えられる値と良く一致し、この現象には液体分子が内部自由度を持つことによる非平衡性はあまり影響しないことが明らかとなった。

1。分子内自由度对本研究的导热率的影响，通过改变各种分子物种来计算热导率，分析分子内自由度对导热性的影响。结果，发现在临界值相同的条件下计算得出的热导率强烈取决于分子直径的大小，而分子直径的大小是由Lennard-Jones电位参数无法缩小的，并且值越高，较高的热电导率值越倾向于增加。从分解中看，液体中的热传导（能量传输）也通过分子碰撞占主导地位，并且在具有相同临界价值的系统中，由于碰撞而引起的转化能传输几乎是恒定的，但是旋转能量的传输急剧变化。这已经表明，相应的状态原理是在这些计算条件下，压力与临界值是一致的，尽管平移导热率的影响项和旋转的影响项几乎独立于压力确定。 2。在这项研究中，在气泡产生时对液体中非平衡状态的分子动态分析，我们分析了如何使用分子动力学放松气泡产生过程中发生的非平衡状态。结果，观察到具有相对较高势能的液体释放其势能并变得饱和，并且释放的能量转化为液体的流速和温度。还可以计算该压力波的波前厚度和传播速度。但是，这种变化的密度变化为2.6％，温度约为10％，并且未预期的自由度之间没有明显的温度不平衡。此外，温度和密度变化等物理量与液体状态方程式所给出的值之类的状态非常吻合，并且已经揭示了由具有内部自由度的液体分子引起的非平衡性，对此现象几乎没有影响。