2009/2/22初版、2009/2/22修正01
| 気体分子は自由に飛び回り、衝突を繰り返している |
| このことは頭の中でイメージすることができても、「正しく」それをＣＧ表現する事は物理的には不可能ですが、少しでも基本原理に忠実に「直感的」に認識できるようなＣＧに近づける 必要があり、それをどう表現するかの「苦悩の｣(笑)製作途中を紹介してみます。(^_^；) |
| 今その制作をしていますがどうなることやら。。。。。(^_^；) |
図１
| まず最初に、単純にエリアを限定して単体分子の動きを作ってみました。 これに他分子の動きを加えなければなりません。 |
| 「ブラウン運動」では「微小粒子」がジグザグに 進んでゆきますが、その動きはあくまで微小粒子の動きであり気体分子の動きではありません。分子衝突が頻繁に発生する密度では平均自由行程は短く「平衡状態」での気体分子の移動はおおむね｢一定範囲内」と考えています。 |
図２
| どういう状態で他の分子と衝突しているのか？ 衝突後の｢反発方向｣は【「分子運動ＣＧ図」に関してのお願い。】の図８にもあるように、正確に計算することは「ほとんど不可能」に近いので画一的な表現にしました。 |
図３
| 色付けによって、遠近感と目的分子を強調。 |
| 赤球は「速度が変化」しているように見えますが、全て同じ速度で描いてます。 ３次元移動では、同じ速度でも見る角度によって速度が違って見えます。 |
| 衝突しても同じ速度であるという理由は 【マクスウェル分布】をご覧下さい。 |
図４
| 「反発方向はランダム｣といっても、ある程度は 正対方向への反発とみてその調整。 |
| 都合よく、エリア内からはみ出そうとした時に 外部分子と衝突して押し込まれているように見えますが、無数の他分子を描かずに｢注目」の分子の「平均自由行程」を加味するとこのような表現になります。（ちなみに､大気圧では角砂糖一個の体積に10の19乗個の分子があります) |
| しかし、この衝突状態では注目している分子のほかに、エリア内に存在している他の分子との関係を表現できていません。 |
図５
| そのエリア内の他の分子はお互いには「衝突しない」(平均自由行程からみて)仮定での存在が必要であり、、、、もしこの仮定がなく、衝突が無くエリア外に飛び出しても入れ替わりに他の分子が飛び込んで「密度」が一定になると考えられるので、このエリア内の「擬似的」な密度状態での外部気体分子との衝突になると考えています。と、言うことは・・・・ |
| ギョギョギョッ・・・・・・・ウソだろォ～～～～ 全部の衝突を描くのかぁ！！！～～～～～ ヽ(^。^)ノアリャ～～～～～まじっすか・・・・(笑） |
| 気体分子運動は、単に「方向と速度｣ |
| だけであっても、現実にはその多数の分子による組み合わせの複雑な動きになります。 |
| 「衝突の確率」「分子間の平均距離」(平均自由行程)など、ある程度「概念的」｢直感的｣に 分子運動を理解するためには、それなりの「要素」を加味した表現が必要で、それをＣＧで 表現するには・・・・・・・・・がんばってみます。。。。。。(^_^；) |
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| この記事は過去に投稿した、「ＣＡＤ図面をアニメーション化する技術過程」の裏話(失敗とも言う)(笑)を再投稿しています。以前の記事には暖かい励ましのコメントやご意見をいただきありがとうございました。画像・記事内容等は水エアコンの内容を正確に表したものではなく「考察の試行錯誤の過程｣をありのまま述べただけなので、不十分な所があることをご了承下さい。m<(_ _)>m |
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