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カプセル(ラテン語のcapsula、「小さな箱または箱」に由来)、または革命スタジアムは、半球形の両端を持つ円筒で構成される基本的な3次元幾何学形状です。 [1]この形状の別名は球状円筒です。[2] [3] [4] [5]
側面(垂直または水平)がまっすぐ平行であるにもかかわらず、楕円形と呼ばれることもあります。
使用法
この形状は、加圧ガスの容器、建物のドーム、医薬品のカプセルなどのオブジェクトに使用されます。
化学や物理学では、この形状は非球形粒子の基本モデルとして使われています。特に液晶中の分子[6] [3] [4]や粒状物質中の粒子[5] [7] [8]のモデルとして登場します。
数式
カプセルの体積は、半径 の球の体積(2つの半球を考慮)を円筒部分の体積に加えて計算されます。したがって、円筒の高さが の場合、
- 。
半径 で円筒部分の高さがのカプセルの表面積はです。
一般化
カプセルは、半径 の球と長さ の線分のミンコフスキー和として記述することができます。[5]この記述により、カプセルは球と多面体のミンコフスキー和として直接一般化できます。結果として得られる形状は球状多面体と呼ばれます。[7] [8]
関連する図形
カプセルとは、2次元のスタジアムを半円を二等分する対称線を中心に回転させることによって得られる3次元の形状です。
参考文献
- ^ Sarkar, Dipankar; Halas, NJ (1997). 「マクスウェル方程式の一般的なベクトル基底関数解」. Physical Review E. 56 ( 1, part B): 1102–1112. doi :10.1103/PhysRevE.56.1102. MR 1459098.
- ^ 木原太郎 (1951). 「非球形分子の第 2 ビリアル係数」。日本物理学会誌。6 (5): 289–296。土井:10.1143/JPSJ.6.289。
- ^ ab Frenkel, Daan (1987 年 9 月 10 日). 「Onsager の球状円筒の再考」. Journal of Physical Chemistry . 91 (19): 4912–4916. doi :10.1021/j100303a008. hdl : 1874/8823 . S2CID 96013495.
- ^ ab Dzubiella, Joachim; Schmidt, Matthias; Löwen, Hartmut (2000). 「硬質球状円筒のネマティック液滴におけるトポロジカル欠陥」. Physical Review E. 62 ( 4): 5081–5091. arXiv : cond-mat/9906388 . Bibcode :2000PhRvE..62.5081D. doi :10.1103/PhysRevE.62.5081. PMID 11089056. S2CID 31381033.
- ^ abc Pournin, Lionel; Weber, Mats; Tsukahara, Michel; Ferrez, Jean-Albert; Ramaioli, Marco; Liebling, Thomas M. (2005). 「球状円筒結晶化の3次元個別要素シミュレーション」(PDF) . Granular Matter . 7 (2–3): 119–126. doi : 10.1007/s10035-004-0188-4 .
- ^ Onsager, Lars (1949 年 5 月). 「コロイド粒子の相互作用における形状の影響」. Annals of the New York Academy of Sciences . 51 (4): 627–659. doi :10.1111/j.1749-6632.1949.tb27296.x. S2CID 84562683.
- ^ ab Pournin, Lionel; Liebling, Thomas M. (2005). 「複雑な形状を持つ三次元粒子への個別要素法の一般化」。Powders and Grains 2005 Proceedings vol. II。 AA Balkema、ロッテルダム。 pp. 1375–1378。
- ^ ab Pournin, Lionel; Liebling, Thomas M. (2009). 「球から球状多面体へ: 一般化された個別要素法とアルゴリズム分析」。Cook , William ; Lovász, László ; Vygen, Jens (編)。組み合わせ最適化の研究動向。Springer、ベルリン。pp. 347–363。doi : 10.1007 / 978-3-540-76796-1_16。ISBN 978-3-540-76795-4。
