ラッセル・ケアニーニ

ラッセル・キーニーニは、アメリカの機械工学者、数学者、物理学者、学者です。ノースカロライナ大学シャーロット校ウィリアム・ステイツ・リー工学部で機械工学および工学科学の教授を務めています。[ 1 ]彼は第^四^紀^地質学の分野への貢献により、 2020年のカーク・ブライアン賞を受賞しました。^[²^]

ケアニーニの研究は、分子流体力学、流体力学、応用数学、統計力学に焦点を当てており、特に確率過程、グリーン関数法の応用、流体力学の利用に関心がある。1998年、彼はカリフォルニア大学バークレー校のスティーブン・モリスが作成した宿題と試験問題の拡張版に対応した、高度な粘性流体に関するオンライン講義ノートを公開した。^{[ 3 ]}

教育とキャリア初期

ケアニーニは1983年にコロラド鉱山大学で化学工学の学士号を取得し、1987年にコロラド大学デンバー校で機械工学の修士号を取得しました。 1988年から1989年までアメリカ航空宇宙局（NASA）エイムズ研究センターで大学院生研究員を務め、1984年から1990年までアメリカ海軍に所属していました。 1992年にはカリフォルニア大学バークレー校で「相変化プロセスの数値解析的研究」というタイトルの論文で機械工学の博士号を取得しました。^[⁴^]

キャリア

博士号取得後、キーニーニは1992年にノースカロライナ大学シャーロット校で機械工学の助教授として学術キャリアをスタートさせ、1998年に准教授に昇進した。2007年以来、ノースカロライナ大学シャーロット校のウィリアム・ステイツ・リー工学部で機械工学および工学科学の教授を務めている。^{[ 1 ]}

NASAマーシャル宇宙飛行センターでは、キーニーニは高度依存の乱流境界層剥離とランダムなロケットダイナミクスの研究、特にサターンV型ロケットの研究に注力した。ピッツバーグのアルコア技術センターに在籍中は、高速金属圧延プロセス中の熱伝達を予測および監視するための理論的および逆解析的手法を開発した。^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}さらに、 UNCウィルミントン校の海洋科学研究センターで勤務していた際には、鶏胚の骨における循環駆動の栄養素/物質移動を解析するための予測モデルを作成した。^{[ 7 ]}また、UNCシャーロット校の精密計測センターでは、高精度充填層熱減衰器/制御装置のモデル化を行い^{[ 8 ]} 、振動仕上げプロセスにPIV速度計測法を適用した。 ^{[ 9 ]}

研究

Keaniniの研究対象は、基礎流体物理学と数学の問題の分野に及び、特に極性液体および非極性液体における分子動力学の物理的、解析的、計算的モデリングに関心を持っている。 ^{[ 1 ]}

非極性液体中における単一分子ダイナミクスの物理的モデリング

ケアニーニの研究は、液体状態とマイクロ秒からフェムト秒（10⁻⁶から10⁻¹⁵）の時間スケールで発生する単一分子のダイナミクスに焦点を当てた^。非^平衡統計と量子力学の議論を用いて、彼は2つの重要な発見を明らかにした。粘性の出現と、液体中のフォノンによって駆動される自己拡散分子ホッピングの発生である。この研究はこれらの現象の説明を提供した。さらに、彼は液体状態における単一分子のダイナミクスを記述するための自己無撞着ランジュバンモデルを開発し、検証した。^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

グリーン関数を（確率的に）推定するためのブートストラップ法

Keanini はグリーン関数の応用に取り組み、シュレーディンガー方程式 (量子力学)、マクスウェル方程式 (古典電磁気学)、線形化されたナビエ・ストークス方程式 (流体力学) など、線形偏微分方程式で支配される物理問題を解くための新しい手法を導入しました。彼は、確率過程、特にランダムウォーカーを使用して、非常に正確で問題に依存しないグリーン関数を推定することで、グリーン関数手法に関連する中心的な制限に対処しました。^{[ 12 ]}プロジェクトの開始時に、彼は、ディリクレ、ノイマン、および/または混合初期境界値問題を含む、有界単相領域における非定常スカラー輸送問題を解くための 3 つの確率ベースの手法を発表しました。^{[ 13 ]}その後、彼は、グリーン関数 (GF) 手法と確率過程の理論からの手法を統合したフレームワークを提案し、非線形発展問題の解決を可能にしました。^{[ 14 ]}

アクセスしやすく、動的に等価な分子流体力学的類似体の開発

Keanini は、UNC Charlotte で一連の実験的および理論的研究を行い、液体状態の分子流体力学システムの実験的にアクセス可能な類似物を開発し、振動した高反発 (セラミック) 粒子層 (短い粒子間衝突時間と長さスケールから長い多粒子流スケールまで) が、高密度 (液体状態) 分子流体力学システムと動的に等価であることを実証しました。^{[ 15 ]}彼は、振動仕上げに関連する基本的な特徴を研究し、システムに依存しない制御戦略を開発するための診断ツールとして、粒子画像流速測定法 (PIV) の可能性^{[ 16 ]と使用法を探求しました。}^{[ 9 ]}さらに、低レイノルズ数円筒抗力実験を使用して粒状流の動粘度を測定する技術を発表しました。^{[ 17 ]}

その他の寄稿

Keanini は、岩石における環境駆動型破壊プロセスの物理的モデリングや、さまざまな材料加工操作の計算および理論的な直接および逆モデルの開発にも貢献しました。^{[ 18 ]}^{[ 19 ]} 1992 年以来、彼の研究は、流体カラー内の二次流、熱毛管および浮力駆動流、^{[ 20 ]}円筒形メニスカス上の線形および非線形波、^{[ 21 ]}さまざまな形状の超音速および極超音速流、超音速ノズル内の衝撃波列の進化、^{[ 22 ]}ロケットノズル内の乱流境界層剥離、および質量および熱伝達問題を含む流体流れ問題の解析的モデリングに焦点を当てています。彼はまた、非侵襲的凍結手術の計画のための計算最適化にも取り組みました。^{[ 23 ]}

受賞歴と栄誉

2020年 –カーク・ブライアン賞、アメリカ地質学会^{[ 2 ]}

厳選記事

Ortega, Joseph KE; Zehr, Edwin G.; Keanini, Russell G. (1989年9月) 「藻類胞子嚢柄の壁伸展性と降伏閾値を決定するための生体内クリープおよび応力緩和実験」 Biophysical Journal . 56 (3): 465–475 . Bibcode : 1989BpJ....56..465O . doi : 10.1016/ S0006-3495 (89)82694-3 . PMC 1280500. PMID 19431745 .
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Keanini, Russell G.; Rubinsky, Boris (1993 年 9 月). 「プラズマアーク溶接プロセスの 3 次元シミュレーション」. International Journal of Heat and Mass Transfer . 36 (13): 3283– 3298. Bibcode : 1993IJHMT..36.3283K . doi : 10.1016/0017-9310(93)90011-T .
Ling, Xianwu; Keanini, Russell G.; Cherukuri, HP (2003年3月7日). 「逆熱伝導問題に対する非反復有限要素法」. International Journal for Numerical Methods in Engineering . 56 (9): 1315–1334 . Bibcode : 2003IJNME..56.1315L . doi : 10.1002/nme.614 . S2CID 123075946 .
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参考文献

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[bbb-2] 1 2 「カーク・ブライアン賞 – 第四紀地質学・地形学部門」 . community.geosociety.org .

[3] 「講義ノート：高度流体力学｜ラス・キーニーニ」

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[5] Johnson, RE; Keanini, RG (1998 年 3 月). "ストリップ圧延におけるワークロールの熱伝達の漸近モデル". International Journal of Heat and Mass Transfer . 41 ( 6– 7): 871– 879. Bibcode : 1998IJHMT..41..871J . doi : 10.1016/S0017-9310(97)00175-0 .

[6] Keanini, Russell G. (1998 年 1 月). 「遠隔熱測定を用いた高速圧延中の表面熱流束分布の逆推定」. International Journal of Heat and Mass Transfer . 41 (2): 275–285 . Bibcode : 1998IJHMT..41..275K . doi : 10.1016/S0017-9310(97)00144-0 .

[7] Keanini, Russell G.; Roer, Robert D.; Dillaman, Richard M. (1995 年 8 月). "多孔質皮質骨内の循環間質液の流れと物質輸送の理論モデル". Journal of Biomechanics . 28 (8): 901– 914. doi : 10.1016/0021-9290(94)00157-Y . PMID 7673258 .

[8] Lawton, Kevin M.; Patterson, Steven R.; Keanini, Russell G. (2003 年 5 月 1 日). "直接接触充填層熱勾配減衰器: 理論解析と実験的観察". Review of Scientific Instruments . 74 (5): 2886– 2893. Bibcode : 2003RScI...74.2886L . doi : 10.1063/1.1564279 .

[auto-9] 1 2 Fleischhauer, E.; Azimi, F.; Tkacik, P.; Keanini, R.; Mullany, B. (2016 年 3 月). 「振動仕上げへの粒子画像速度測定法 (PIV) の応用」. Journal of Materials Processing Technology . 229 : 322– 328. doi : 10.1016/j.jmatprotec.2015.09.017 .

[On_the_physical_mechanisms_underlyi-10] Keanini, Russell G.; Dahlberg, Jerry; Tkacik, Peter T. (2021年1月28日). 「単純な液体における単一分子ダイナミクスの根底にある物理的メカニズムについて」 . Scientific Reports . 11 (1): 2528. doi : 10.1038/s41598-021-82112-8 . PMC 7843658. PMID 33510369 .

[11] 「固体状液体における分子ホッピング：液体分子の自己拡散と粘度の理解」。2021年9月3日。

[12] Keanini, Russell G.; Dahlberg, Jerry; Brown, Philip; Morovati, Mehdi; Moradi, Hamidreza; Jacobs, Donald; Tkacik, Peter T. (2023年11月). "拡散および移流拡散反応問題への応用を伴うグリーン関数の確率的推定". Applied Mathematics and Computation . 457 128186. arXiv : 2206.02521 . doi : 10.1016/j.amc.2023.128186 .

[13] Keanini, RG (2007年2月8日). 「ディリクレ境界条件、ノイマン境界条件、および混合境界条件に従うスカラー輸送問題に対するランダムウォーク法」。Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 463 (2078): 435–460 . Bibcode : 2007RSPSA.463..435K . doi : 10.1098/rspa.2006.1769 . S2CID 2265032 .

[14] Keanini, RG (2011年4月)「非線形発展問題を調べるためのグリーン関数確率的手法の枠組み：バーガー方程式、非線形シュレディンガー方程式、および分子スケール近傍の渦度の流体力学的組織化」Annals of Physics . 326 (4): 1002–1031 . arXiv : 1007.2125 . Bibcode : 2011AnPhy.326.1002K . doi : 10.1016/j.aop.2010.12.004 . S2CID 119658044 .

[15] ケアニーニ、RG;トカチク、ピーター・T.エリック・フライシュハウアー。シャヒニアン、ホセイン。ショラー、ジョディ。アジミ、ファルザド。マラニー、ブリッド（2017年1月31日）。「巨視的な液体状態の分子流体力学」。科学的報告書。7 (1) 41658。Bibcode : 2017NatSR...741658K。土井：10.1038/srep41658。PMC 5282555。PMID 28139711。

[16] Mullany, B.; Shahinian, H.; Navare, J.; Azimi, F.; Fleischhauer, E.; Tkacik, P.; Keanini, R. (2017). "振動仕上げ加工への計算流体力学の応用" . CIRP Annals . 66 (1): 309– 312. doi : 10.1016/j.cirp.2017.04.087 .

[17] Fleischhauer, Eric; Dahlberg, Jerry L; Solomon, Jason M; Keanini, Russell G; Tkacik, Peter T (2019年5月1日). "低レイノルズ数円筒抗力実験による粒状流の動粘度測定". Measurement Science and Technology . 30 (5): 055904. Bibcode : 2019MeScT..30e5904F . doi : 10.1088/1361-6501/ab08cf . S2CID 128337952 .

[18] エップス、マーサ・ケーリー。アルドレッド、ジェニファー。ベルベリッチ、サマンサ。ダールクイスト、マクスウェル P.エヴァンス、サラ・G.キアニーニ、ラッセル。モーザー、フェイ。モロバティ、メディ。ポーソン、スティーブン。ラスムッセン、モニカ。ラインハート、アレックス。ウリ・シャアナン（2022年12月12日）。「破壊に焦点を当てた表面プロセス研究のための標準化されたフィールド手法」。土井：10.5194/esurf-2022-61。{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）

[19] Eppes, Martha-Cary; Heap, Mike; Baud, Patrick; Bonami, Thomas; Dahlquist, Max; Keanini, Russell; LaCroix, Cyril; Rasmussen, Monica; Rinehart, Alex; El Alaoui, Youness; Windenberger, Adrien (2023 年 5 月 15 日). 「岩石における自然破壊の成長と破壊の回復力フィードバックのテスト」 . Egu General Assembly Conference Abstracts . Bibcode : 2023EGUGA..25.5158E . doi : 10.5194/egusphere-egu23-5158 .

[20] Keanini , Russell G. (1994年7月). "薄い環状流体カラー内の熱毛管流、浮力、せん断駆動流". International Journal of Heat and Mass Transfer . 37 (11): 1579–1591 . Bibcode : 1994IJHMT..37.1579K . doi : 10.1016/0017-9310(94)90174-0 .

[21] 「コーティング入口メニスカスにおける線形波と非線形波の要約」（PDF）。

[22] Keanini, RG; Nortey, TD; Thorsett-Hill, Karen; Srivastava, N.; Hellman, Sam; Tkacik, PT; Knight, P. Douglas (2011). "過膨張ロケットノズルにおける衝撃波誘起乱流境界層剥離：物理、モデル、ランダムな側面荷重、および確率的ロケット上昇の拡散特性". Mass Transfer – Advanced Aspects . doi : 10.5772/22597 . ISBN 978-953-307-636-2. S2CID 51857619 .

[23] Keanini, RG; Rubinsky, B. (1992年11月1日). "マルチプローブ凍結手術の最適化". Journal of Heat Transfer . 114 (4): 796–801 . doi : 10.1115/1.2911885 .

四

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[ 16 ]と使用法を探求しました。

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