分子気体力学解析と衝撃波管の実験による非平衡状態下における気体論境界条件の確立

利用分子气体动力学分析和激波管实验建立非平衡条件下的气体理论边界条件

基本信息

批准号：
06J04294
负责人：
小林一道
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J04294/
关键词：
凝縮係数気体論境界条件分子気体力学衝撃波管弱い凝縮

项目摘要

本研究は、分子気体力学の気液界面の境界条件中に含まれる未知パラメータである凝縮係数の値を分子気体力学の数値計算と衝撃波管を用いた実験により決定し、気液界面の境界条件を確立する事を目的としている。本研究を行う事で、気液界面で弱い凝縮(気液平衡状態からのずれが小さい場合の凝縮現象)が起こっているとき、その気体の凝縮過程によって質量、運動量、エネルギー交換がその界面でどの程度行われているか、分子気体力学の枠組みのみで正確に知る事ができるようになる。ここで、本年度の研究実施計画は1.分子気体力学を用いた数値解析法の開発・高効率化・高精度化。2.衝撃波管の実験より得られる液膜成長のデータ精度の向上とそのデータ解析法の改良。3.1と2を用いたメタノールの凝縮係数決定の確立。4.3で示した方法を用いて,水の凝縮係数決定法の確立。であった。本年度、研究計画の1〜3に該当するメタノールの凝縮係数決定法の確立を行った結果、常温でのメタノールの凝縮係数は、気液平衡状態では蒸発係数の値(0.9程度)となり、気液非平衡状態になるにつれて小さくなっていくことがわかった。また、研究計画の4に該当する水の凝縮係数決定法の確立を行った結果、常温での水の凝縮係数も気液平衡状態では蒸発係数の値と等しくなり、気液非平衡状態になるにつれて減少し、さらに、この減少傾向はメタノールの場合とほぼ等しくなることがわかった。本研究結果より、メタノールと水の弱い凝縮現象が起こっている状態での広範な工学的問題に対する定量的に正確な答を求めることが可能となった。この意味において、本研究は流体工学への極めて有意義な貢献を成しえたといえる。本年度、本研究成果は国際会議で1回、国内学会3回発表され、その内日本熱物性学会主催の「第27回日本熱物性シンポジウム」においてベストプレゼンテーション賞を受賞した。

这项研究旨在通过分子气体机制的数值计算和实验使用冲击管来确定分子气体机制的气体 - 液体界面边界条件中包含的凝结系数的值，该参数包含在分子气体机械的边界条件下，并建立了气体 - 液体界面的边界条件。通过进行这项研究，当弱凝结（当偏离气体平衡状态偏差时，凝结现象很小时）发生在气体液体界面处时，由于气体液体界面时，由于气体的冷凝过程，在该界面处发生质量，动量和能量交换的程度。在这里，今年的研究实施计划是1。使用分子气体力学的数值分析方法的发展，效率和精度。 2。提高了从冲击管实验和改进的数据分析方法获得的液体膜生长的数据准确性。使用3.1和2建立甲醇的冷凝系数。使用4.3中所示的方法来确定水冷凝系数的方法。是。今年，我们建立了一种确定甲醇的冷凝系数的方法，甲醇对应于我们的研究计划的1至3，发现在室温下甲醇的冷凝系数变成了气液平衡状态下蒸发系数（约0.9）的价值，并降低了气体平衡状态的降低。此外，由于建立了确定水的缩合水的方法，该方法与研究计划的4相对应，发现在室温下，水的凝结系数等于气液平衡状态下蒸发系数的价值，并且随着气流平衡而降低了与平衡状态的趋势，并降低了这种趋势，并降低了趋势的趋势。这项研究的结果使我们能够在发生甲醇和水的冷凝不足的状态下找到广泛的工程问题的定量准确答案。从这个意义上讲，可以说这项研究对流体工程做出了极大的贡献。今年，这项研究的结果曾在国际会议上介绍，并在国内学术会议上进行了三次，并在日本热力物理物业协会举办的第27届日本热力物理物理座谈会上获得了最佳演讲奖。