分野別セミナー

講演1 13:00-14:30
題目：Recent Mathematical Results in Classical and Relativistic Extended Thermodynamics
講演者：Tommaso RUGGERI (University of Bologna)

講演2 14:45-15:30
題目：濃密気体に対する拡張された熱力学 -その理論と応用-
講演者：有馬 隆司 (名工大・産学官連携センター)

講演3 15:30-16:15
題目：「拡張された熱力学」に基づく多原子分子希薄気体中の衝撃波構造
講演者：谷口 茂 (名工大・工)

** 講演要旨 **
講演1: T. RUGGERI
Newton流体の構成式と、熱伝導に対する Fourier則を用いた流体方程式はNavier-StokesStokes Fourier理論と呼ばれている。この理論は、Eckart,Meixner, Prigogine達による「不可逆過程の熱力（TIPTIP）」により基礎付けられる。TIP は、局所平衡の仮定に基づいている。最近、この仮定が成り立たない強い非平衡な現象にも適用できる理論として「拡張された熱力学(ET)」[1] が発展してきている。本講演において、ET理論の基本的考え方を、非相対論な場合および相対論的な場合について、 数理的な観点を強調しながら概説する。さらに、気体分子運動論との関連[2] についても述べる。ただし、ここでの講演は、主として、希薄な単原子分子気体の場合に限定し、濃密気体および多原希薄気体のET理論については、次の講演に譲る。
[1] I. Muller and T. Ruggeri: Rational Extended Thermodynamics
(Springer, New York, 1998) 2nd ed.
[2] M. Pavic, T. Ruggeri and S. Simic, Physica A 392, 1302-1317 (2013).

講演2: 有馬 隆司
拡張された熱力学(ET)[1]は、物理量の急激な時間・空的変化を伴う非平衡現象に適用可能な理論であり、局所平衡の仮定に基づく Navier-Stokes Fourier理論
（NSF）よりも広い適用範囲を持つ。本講演では、最近提案した濃密気体および多原子分希薄気体に適用可能なET理論[2]を紹介す る。さらに、その応用として
音波を解析し、NSFによる理論予測が実験からずれるような高振動数領域でも、ETによる理論予測が実験をうまく再現できること示す[3] 。
[1] I. Muller and T. Ruggeri: Rational Extended Thermodynamics
(Springer, New York, 1998) 2nd ed.
[2] T. Arima, S. Taniguchi, Ruggeri and M. Sugiyama, Cont. Mech.
Thermodyn, 24, 271-292 (2012).
[3] T. Arima, S. Taniguchi, Ruggeri and M. Sugiyama, Cont. Mech.
Thermodyn. 25, 727-737 (2013).

講演3: 谷口 茂
多原子分希薄気体中を伝播する垂直衝撃波の衝撃波構造(衝撃波面内部の強い非平衡状態における物理量の空間分布)について、「拡張された熱力学」 (ET)理論を用いて解析した結果報告する[1, 2]。多原子分子希薄気体中の衝撃波構造は、マッハ数の増加ともに、(A)対称的な衝撃波構造から、(B) 非対称な衝撃波構造に変化し、さらには(C) 薄い層と厚い層の二層からなる衝撃波構造に変化するという特徴を持つ。本講演では、(i)ET理論は(A)-(C)の衝撃波構造を統一的に説明できるこ と、(ii)ETによる理論予測は実験データと定量的によく一致することを示す。さらに、従来のBethe-Teller理論について、ETの観 点から批判的に検討を行う。
[1] S. Taniguchi, T. Arima, Ruggeri and M. Sugiyama: “Thermodynamic
theory of the shock wave structure in a rarefied polyatomic gas: Beyond
the Bethe-Teller theory", Phys. Rev. E, in press.
[2] S. Taniguchi, T. Arima, Ruggeri and M. Sugiyama: Phys. Fluids, Vol.
26, 016103 (2014).