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 授業科目
 Course Title
熱流体工学特論
Advanced Thermal and Fluid Engineering
 担当者
 Instructor
教授   中西 裕二  前学期 水曜日2時限
准教授 伊東 弘行  前学期 水曜日2時限
 単 位
 Credit
2

関連するディプロマポリシー Related Diploma Policy
時代の課題と社会の要請に応えた専門的知識と技能/Expert knowledge and skills to address the issues of the age and the demands of society
 
到達目標 Target to be Reached
 機械工学専攻のカリキュラム・ポリシーに従い、機械工学の専門分野において身につけておくべき熱流体工学に関する基礎知識について講義を行う。本授業での到達目標は、受講生が基礎的事項である流れ(流体の運動)と熱(流れと熱輸送)に関し、現象の支配原理と方程式、その解法と応用への展開などについて理解することである。
 
授業内容 Course Content
 流体力学と熱力学は極めて近い関係にあり,両者を融合し熱流体工学として論じられることも多い。本授業では、流体という運動する連続体に対する力学的な取り扱い方、その数学的な表現としての運動方程式、流体の運動と熱伝導が連動した熱輸送の方程式を理解することが重要である。また、一般的に解くことの難しいそれらの方程式を境界層という概念を導入することにより近似的に解く方法、あるいは現象を支配する無次元量を抽出し関係物理量間の相関式として整理する実用的方法など、工学を学ぶ者にとって非常に重要な手法が含まれている。本授業では、機械技術者が本来身につけておくべきこれらの基礎事項を理解し応用できる素養を養う。
 
授業計画 Course Planning
 下記のように、流体に関し7週、熱に関し7週の講義を行う。予習として各回の講義項目をキーワードとして予め調べ不明な点などを明確にしておくこと。復習として講義内で与えられた演習問題等を解くこと。予習・復習合わせて各回あたり約4時間の自己学習を行うこと。
(第1回から第7回:流体工学)
第1回:シラバス記載事項についての確認、流体工学に関する基礎的事項
第2回:質量保存則
第3回:エネルギー保存則
第4回:運動量保存則
第5回:連続体の運動方程式
第6回:Navier-Stokes方程式
第7回:境界層と境界層方程式,小テストと解説
(第8回から第14回:熱工学)
第8回:伝熱序論:熱の移動形態
第9回:熱伝導方程式
第10回:定常一次元熱伝導
第11回:対流熱伝達と無次元数
第12回:プロフィル法
第13回:流れの中に置かれた物体の対流熱伝達
第14回:円管内の対流熱伝達,小テストと解説

 
授業運営 Course Management
 流体と熱を前後半に分け、前半の流体関係を中西が、後半の熱関係を伊東が担当する。講義ではいずれも、物理法則などの基礎的事項、その統合としての現象支配方程式、その解法について先ず一般的に解説した後、応用事例を説明する。講義では、必要に応じプリントを配布し、また適時パワーポイントなどの映像媒体などを用いることもある。授業単元が終わると、演習問題やレポートを課し、理解の程度を確認することもある。
 
評価方法 Evaluation Method
 小テスト (30点)、レポート(70点)の割合で評価を行う。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
中西:水曜日以外の5限 5-225室
伊東:水曜日以外の5限 8-515室
 

参考書 Book (s) for Reference
神部 勉『流体力学』[裳華房]1995
小川 邦康『見える伝熱工学』[コロナ社]2011

 
 
 
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