非凝縮性気体存在下における凝縮相への高速凝縮流の分子論的研究

在不凝性气体存在下高速凝结流进入凝相的分子研究

• 批准号: 07750208
• 负责人: 土井 俊行
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: College of Industrial Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750208/
• 关键词: 希薄気体力学; ボルツマン方程式; 混合気体; 凝縮流; 非凝縮性気体

本研究では,蒸気が凝縮相へ向かって凝縮しており,非凝縮性気体がその流れによって凝縮相付近に吹き付けられているときの流れを,希薄気体力学(剛体球分子に対する混合気体ボルツマン方程式)に基づいて調べる.凝縮相から充分離れた位置での蒸気流の圧力,温度,吹き寄せられている非凝縮性気体の含有量,および凝縮流量の間に成り立つ関係を広範囲に明らかにする.数値解析の手段として,モンテカルロ直接シミュレーション法を用いる.平成7年度は,まず,混合気体に対するモンテカルロ直接シミュレーション法のスキームの構築を行った.これは1成分気体のときの自然な拡張として問題なく完了した.次に,そのスキームを基に作成したプログラムコードを用いて数値実験を行い,スキームの性質を様々な角度から検討した.このシミュレーション法は,本来,長大な反復計算を必要とするが,一台の計算機上での長大な反復計算を行う代わりに,複数の小規模な計算機で別々に計算しておいたものを後で統計平均する手法が使える見通しが立った.この並列計算の手法を用いて,平成7年度後半より実際の数値解析にとりかかっており,現在もデータを蓄積中である.本研究の最終目的は,膨大なパラメータの場合(およそ1500ケース)について数値解析を行って,気体の振舞の全貌を明らかにし,また上述の気体の量の間の関係の広範囲で正確な数表を作成することである.平成7年度末の段階においてはその目標の1/5程度までしか到達することができなかった.しかしながら,本年度内で設備がかなり充実されたため,次年度以降は計算のペースが速くなる見込みである.本研究は平成8年度以降も続行する.なお,現在までに得られている解析結果によると,本問題の解の構造は,研究代表者が4年前にモデル・ボルツマン方程式を用いて得た解析結果と定性的には同じであることが予想されている.

在这项研究中，我们研究了基于瘦气力学（硬球体分子的混合气体的玻尔兹曼方程），将蒸汽凝结到冷凝相时的流量以及凝结相的不可凝聚气体在凝结相的吹气时的流动。我们揭示了压力，温度，在冷凝相中吹散气体的含量与冷凝流速之间的广泛关系。作为数值分析的一种手段，我们使用蒙特卡洛直接模拟。 1995年，我们首先构建了一种用于混合气体的蒙特卡洛直接模拟方法。这是在没有任何问题的情况下完成的，这是单一组件气体的自然扩展。接下来，我们使用基于该方案创建的程序代码进行了数值实验，并从各个角度检查了方案的属性。这种仿真方法最初需要长时间的迭代计算，但是我们使用该方法，而不是在单个计算机上执行长时间的迭代计算，而不是在单个计算机上执行长时间的迭代计算，而是使用了程序代码，而是期望在统计上使用多个小型计算机分别平均计算出的数据，可以使用多个小型计算机上的计算数据。使用这种并行计算方法，自1995年下半年以来，我们一直在研究实际的数值分析，并且仍在积累数据。这项研究的最终目的是对巨大参数（约1500例）的情况进行数值分析，以阐明气体的整体行为，并创建上述气体量之间关系的广泛准确的数值表。在1995年底，我们只能达到该目标的五分之一。但是，由于该设施在今年内得到了相当大的改善，因此从明年开始的计算速度预计将更快。这项研究将在1996年之后继续。此外，根据最新的分析结果，预计解决该问题的解决方案的结构与主要研究者使用模型Boltzmann方程获得的分析结果在质量上相同。