希薄気体中の物体の非定常運動と履歴効果

稀气体中物体的不稳定运动和滞后效应

基本信息

批准号：
12J02418
负责人：
辻徹郎
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

当該研究の目的は希薄気体中を物体が非定常運動することによって生じる履歴の性質とその影響を調べることである.履歴の効果は通常の流体力学の枠組みで古くから研究されているが(例えばバセット履歴項),希薄気体における履歴の研究は気体分子間の衝突が無視できるほどに希薄な極限を除いて未だ成されていない.平成24年度は当該研究に関する以下の二点に取り組んだ.1希薄気体の移動境界問題の研究当該研究が対象とする気体中の物体の非定常運動を扱うためには,希薄気体の移動境界問題を解析する必要がある.通常の流体力学の移動境界問題と異なり,希薄気体の移動境界問題では気体分子の速度分布関数に種々の特異性が現れるという困難さがある.移動境界問題特有の性質に注目するため,支配方程式としてボルツマン方程式のモデルであるBhatnagar-Gross-Krookモデルを採用し,形式的な議論をベースに速度分布関数の特異性の発生過程を明らかにした.これらの特異性は従来の計算手法では正確に扱うことが出来ないため,今回特性線積分法をもとにした新しい計算手法を提案した.2振動平板によって誘起される希薄気体流当該研究の最終目標は,希薄気体流と物体の運動の連成問題の解析である.これに先立ち,垂直方向に強制振動する境界(振動平板)が誘起する流れの性質を調べた.気体の圧力が常圧程度でも,振動平板の振動数が気体分子同士の平均衝突頻度に比べて無視できないほど大きいとき(高周波数振動),気体は希薄とみなさなければならない.このような条件の下で,(1)有限振幅の振動平板による非線形音響波の遠方への伝播と(2)振動平板と静止平板からなる平行二平板間の気体の振舞の二種類の希薄流れを,1で提案した計算手法を用いて解析した.

这项研究的目的是研究稀有气体中物体不稳定运动产生的历史的特性和影响。在普通流体力学的框架内（例如，巴塞特历史术语），已经研究了历史的影响很长时间了，但是除了气体分子之间碰撞可忽略不计的限制外，稀有气体中对历史的研究尚未实现。在2012年，我们解决了有关该研究的以下两个点：1。稀有气体运动的运动边界问题是对受试者的研究，以处理气体中物体的不稳定运动，必须分析稀有气体的运动边界问题。与通常的流体动力学移动边界问题不同，稀有气体的运动边界问题在气体分子的速度分布函数上很难。为了关注移动边界问题所独有的属性，Bhatnagar-gros-krook模型是玻尔兹曼方程的模型，作为管理方程。使用正式讨论，我们阐明了速度分布函数的奇异性过程。由于这些奇异性无法通过常规计算方法准确处理，因此我们提出了一种基于特征线积分方法的新计算方法。这项研究的最终目标是分析稀有气流和物体运动的耦合问题。在此之前，研究气体的特性是由边界（振动板）诱导的流动（振动板）。即使气体的压力与大气压的压力有关，振动板的频率是如此之大，以至于与气体分子之间的平均碰撞频率相比，振动板的频率很大，而振动板的频率是可以忽略的（高频率）（高频率）（高频率）。在这些条件下，使用有限的振动振动板在距离内的非线性声波传播两种类型的稀疏流，以及（2）使用计算方法在1中提出的计算方法分析了由振动板和固定板组成的两个平行板之间的气体行为。