極限的液体潤滑の分子熱工学的研究
著者
小原 拓
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15560165
平成15年度∼平成17年度科学研究費補助金
(基盤研究(C))研究成果報告書
平成18年3月
研究代表者 小原 拓
東北大学流体科学研究所教授
はじめに
固液界面における熱エネルギーや運動量の伝搬などの熱流体現象は､連続体
熱流体力学においては何ら記述されず､境界条件として与えられなければなら
ないものである｡マクロスケールにおいては､一般に速度･温度が界面で連続
するとの近似が十分な精度をもって成立し､固液界面の伝搬特性が流れ場･温
度場に大きな影響を与えることはない｡固液界面領域において熱抵抗など
Boundaryresistanceが考慮されることもない｡一方､薄膜様の流体･固体において膜厚のオーダーが10ナノメートル程度まで小さくなり､さらに大きな熱エ
ネルギーや運動量の流束が通過する場合には､この固液界面における伝搬特性
が現象に大きな影響を及ぼすことになる｡流体(液体)潤滑は､まさにこのよ
うな系である｡ここで現象を分子スケールのメカニズムから理解することは､
ナノ液膜による新しい潤滑特性の設計につながるだけでなく､ナノスケールの
熱流体現象に対する基礎的研究として､高非平衡状態にあるナノスケール固液
界面系におけるエネルギー伝搬特性について新たな知見を加えるものである｡
以上の観点から､本研究ではナノスケール固体壁･液膜系について分子動力
学シミュレーションを行い､固液界面のエネルギー･運動量伝搬特性と温度･
速度の状態や液膜内に見られる非平衡熱現象を解析し､マクロな運動量やェネ
ルギ-の輸送を支配する分子スケールのメカニズムを解明した｡
-1-1.研究組織
研究代表者 小原 拓(東北大学流体科学研究所教授)
2.交付決定額(配分額)
(金額単位:千円)直接経費 亊I
ｨﾆ
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合計
平成15年度 ﾃC 0 ﾃC 平成16年度 ﾃ# 0 ﾃ# 平成17年度 塔 0 塔 総計 ﾃC ﾃC3.研究発表
(1)学会誌等
Taku Ohara and Daichi Tbrii
Molecular thermal and皿uid phenomena in an ultrathin lubrication liquid
同日m
Proc･ 1st International Symposium on Micro & Nano Technology, CD･ROM,
2004.
Daichi Tbrii and Taku Ohara
Molecular dynamics study on liquid water sheared between solid surfaces
Proc･ International Forum on HeatTransfer, 2004, pp. 125-126.
Daichi Torii and Taku Ohara
Molecular thermal and fluid phenomena in a nanoscale liquid lubrication
system
Proc･ First International Conference on Flow Dynamics, 2004, CD･ROM.
Taku Ohara and Daichi Tbrii
Molecular thermal phenomena in an ultrathin lubrication liquid丘lm of
linear molecules between solid surfaces
鳥居大地,小原 拓
固体壁面間でせん断を受ける極薄液膜の分子動力学的研究(固液界面における
エネルギー･運動量伝搬に及ぼす固体結晶面の影響)
日本機械学会論文集B編,第71巻710号(2005), pp. 2507-2514.
Taku Ohara and Daichi Tbrii
Molecular dynamics study of thermal phenomena in an ultra-thin liquid丘Im
sheared between solid surfaces: The influence of the crystal plane on energy
and momentum transfer at solidlliquid interfaces
Journal of Chemical Physics, Ⅶ1. 122, No. 21 (2005), pp. 214717 1-9.
小原 拓
熱伝導の｢質｣についての一考察
熱物性, Ⅶ1. 19, No. 3 (2005), pp. 18ト184. (2)口頭発表 小原 拓固体壁面間における多原子分子液膜のエネルギー･運動量伝搬
第40回日本伝熱シンポジウム講演論文集, 2003, pp. 31-32. 小原 拓,芝原正彦固液界面のエネルギー･運動量伝達
日本機械学会熱工学コンファレンス講演論文集, 2003, pp. 297-298. 小原 拓潤滑薄液膜中のエネルギー･運動量伝搬
日本機械学会第16回計算力学講演会講演論文集, 2003, pp. 213-214. 小原 拓,鳥居大地固体壁面間でせん断を受ける極薄膜液体水の分子動力学的研究
第41回日本伝熱シンポジウム講演論文集, 2004, pp. 139-140. 鳥居大地,小原 拓固液界面におけるエネルギー･運動量伝搬(固体結晶面の影響)
熱工学コンファレンス2004講演論文集, 2004, pp. 139-140.-3-鳥居大地,小原 拓
固体壁間でせん断を受ける極薄膜液体水の分子動力学シミュレーション
日本機械学会第17回計算力学講演会講演論文集, 2004, pp. 537-538. 小原 拓潤滑液膜の分子スケール熱流体現象
トライボロジー研究会第16回講演会前刷, 2005, pp. 45-48.TOUR ： Tohoku University Repository コメント・シート 本報告書収録の学術雑誌等発表論文は本ファイルに登録しておりません。なお、このうち東北大学 在籍の研究者の論文で、かつ、出版社等から著作権の許諾が得られた論文は、個別にTOUR に登録 しております。 TOUR http://ir.library.tohoku.ac.jp/
