凝縮媒質に対する「拡張された熱力学」の構築とその衝撃波現象と熱電現象への応用

凝聚态介质“扩展热力学”的构建及其在冲击波现象和热电现象中的应用

基本信息

批准号：
08J08281
负责人：
谷口茂
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

この研究は、従来の非平衡熱力学理論で採用されている「局所的熱平衡の仮定」の適用範囲を超えるような、時間的・空間的変化が急激な現象も解析できるように拡張された熱力学理論を確立するため、その適用範囲を液体・固体などの凝縮媒質まで広げようとするものである。平成22年度において、以下の研究を行った。・凝縮媒質中での非平衡現象に関する理論的研究:1.典型的な強い非平衡現象である衝撃波現象の解析を行った。成果は以下の通り:(1)内部自由度を持つ剛体球系中の衝撃波を解析し、衝撃波が誘起する相転移現象や、単一衝撃波の安定性に関して、内部自由度が与える影響を定量的に明らかにした。(2)前年度に発見した新しい種類の圧縮衝撃波(compressive upper shock)をより詳細に解析した。(3)剛体球系に摂動として分子間引力相互作用を加えた系を用いて、気相から固相への相転移を伴う衝撃波を初めて定量的に解析した。以上の解析により、凝縮媒質中の衝撃波が持つ基本的な性質を系統的に理解できた。成果をまとめ、三本の論文を発表した。さらにもう一本の論文を現在まとめている。2.「拡張された熱力学」の適用可能範囲を希薄気体以外にまで広げる試みに成功した。現在はこの結果を論文としてまとめており、もうすぐ投稿できる段階にある。3.「拡張された熱力学」を基礎にした流体力学的ゆらぎ理論の一般的な構築法を示した。この研究の成果をまとめ、論文を投稿した。・数値的な解析:理論的研究で導いた非線型関係式を数値的に解き、衝撃波の振る舞いを解析した。加えて、基礎方程式の直接的な数値積分も行い、単一衝撃波の安定性に関する理論予測の妥当性を確認した。・関連研究者との交流:学会に積極的に参加して発表を行い、得られた結果を広く報告した。国際会議で1件、国内学会で3件の発表を行った。

这项研究旨在扩大液体和固体等冷凝介质的应用范围，以建立一种扩展的热力学理论，该理论可以分析突然的时间和空间变化，这超过了在常规非平衡热力学理论中采用的“局部热平衡假设”的应用范围。 2010年，进行了以下研究。 - 对凝结培养基中非平衡现象的理论研究：1。进行冲击波现象的分析，一种典型的强非平衡现象。结果如下：（1）我们在具有内部自由度的刚性球体系统中分析了冲击波，并定量揭示了内部自由度对由冲击波引起的相变现象的影响以及单个冲击波的稳定性。（2）更详细地分析了上一年发现的一种新型的压缩冲击波。（3）首次使用一个系统对伴随气相到固相的相变为固相的冲击波进行了定量分析，其中将分子间有吸引力的相互作用用于对刚性球体系统的扰动。上述分析使我们能够系统地了解凝结介质中冲击波的基本特性。他总结了结果并发表了三篇论文。目前正在编译另一篇论文。 2。我们已成功尝试将“扩展热力学”的应用范围扩展到瘦气以外的其他应用。我们目前正在将这些结果作为论文汇编，并且正处于很快提交的阶段。 3。我们提出了一种基于“扩展热力学”的流体动力波动理论的通用构造方法。总结了这项研究的结果，并提交了论文。数值分析：从理论研究中得出的非线性关系得到了数值解决，并分析了冲击波的行为。此外，还进行了基本方程的直接数值整合，以确认有关单个冲击波稳定性的理论预测的有效性。 - 与相关研究人员的互动：积极参与学术会议并介绍了演讲，并广泛报道了获得的结果。在国际会议上进行了一次演讲，并在国内会议上进行了三个演讲。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

剛体球系を基準とした摂動論モデルにおける衝撃波誘起相転移

基于硬球系统的微扰理论模型中冲击波诱发的相变

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
HASEGAWA;Yasuko;Yasuko Hasegawa;長谷川泰子;長谷川泰子;谷口茂;Shigeru Taniguchi;Shigeru Taniguchi (First Author : Yue Zheng);Shigeru Taniguchi;谷口茂(第一著者:有馬隆司);谷口茂;谷口茂;谷口茂(第一蓍者:那須拓磨);谷口茂;Shigeru Taniguchi (First Author : Carmela Curra);Shigeru Taniguchi;谷口茂;谷口茂;谷口茂(登壇者:有馬隆司);Shigeru Taniguchi;谷口茂
通讯作者：
谷口茂

濃密気体に対する拡張された熱力学理論の検証

稠密气体扩展热力学理论的验证

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
HASEGAWA;Yasuko;Yasuko Hasegawa;長谷川泰子;長谷川泰子;谷口茂;Shigeru Taniguchi;Shigeru Taniguchi (First Author : Yue Zheng);Shigeru Taniguchi;谷口茂(第一著者:有馬隆司);谷口茂;谷口茂;谷口茂(第一蓍者:那須拓磨);谷口茂;Shigeru Taniguchi (First Author : Carmela Curra);Shigeru Taniguchi;谷口茂;谷口茂;谷口茂(登壇者:有馬隆司)
通讯作者：
谷口茂(登壇者:有馬隆司)

剛体球系に対する拡張された熱力学の構築

刚性球形系统的扩展热力学构造

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
HASEGAWA;Yasuko;Yasuko Hasegawa;長谷川泰子;長谷川泰子;谷口茂;Shigeru Taniguchi;Shigeru Taniguchi (First Author : Yue Zheng);Shigeru Taniguchi;谷口茂(第一著者:有馬隆司);谷口茂;谷口茂;谷口茂(第一蓍者:那須拓磨);谷口茂;Shigeru Taniguchi (First Author : Carmela Curra);Shigeru Taniguchi;谷口茂;谷口茂;谷口茂(登壇者:有馬隆司);Shigeru Taniguchi;谷口茂;谷口茂(代表者:生駒明之);谷口茂(代表者:有馬隆司)
通讯作者：
谷口茂(代表者:有馬隆司)

拡張された熱力学に基づく流体力学的ゆらぎ理論構築

基于扩展热力学的水动力涨落理论构建

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
HASEGAWA;Yasuko;Yasuko Hasegawa;長谷川泰子;長谷川泰子;谷口茂;Shigeru Taniguchi;Shigeru Taniguchi (First Author : Yue Zheng);Shigeru Taniguchi;谷口茂(第一著者:有馬隆司);谷口茂;谷口茂;谷口茂(第一蓍者:那須拓磨);谷口茂;Shigeru Taniguchi (First Author : Carmela Curra);Shigeru Taniguchi;谷口茂;谷口茂;谷口茂(登壇者:有馬隆司);Shigeru Taniguchi;谷口茂;谷口茂(代表者:生駒明之)
通讯作者：
谷口茂(代表者:生駒明之)

気体分子運動論で用いられるMaxwell境界条件とMDシミュレーションで用いられるMaxwell境界壁の関係

气体分子动力学理论中使用的麦克斯韦边界条件与MD模拟中使用的麦克斯韦边界墙之间的关系

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
第20回統計物理学研究会報告集
影响因子：
0
作者：
HASEGAWA;Yasuko;Yasuko Hasegawa;長谷川泰子;長谷川泰子;谷口茂;Shigeru Taniguchi;Shigeru Taniguchi (First Author : Yue Zheng);Shigeru Taniguchi;谷口茂(第一著者:有馬隆司);谷口茂;谷口茂;谷口茂(第一蓍者:那須拓磨);谷口茂
通讯作者：
谷口茂