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科目の基本情報

開講年度 2018 年度
開講区分 工学研究科(博士前期課程)機械工学専攻
領域 主領域 : B
受講対象学生 大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次
選択・必修
授業科目名 流体工学特論
りゅうたいこうがくとくろん
Fluid Engineering
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 木曜日 5, 6時限
開講場所

担当教員 前田 太佳夫(工学研究科機械工学専攻)

MAEDA,Takao

学習の目的と方法

授業の概要 流体現象を物理的な条件のもとにモデル化する題材として境界層理論を取り上げ,ナビエ・ストークス方程式を簡略化した境界層方程式を導くプロセスを講術する.また,粘性流体力学の理論的取り扱い方法及び様々な流れ場で観察される流体諸現象について講術する.
学習の目的 流体運動を支配する方程式の各項のオーダー評価を行うことにより各種モデル化に資する知識を得る.また,レイノルズ分解によって与えられる流れの乱れの考え方を理解する.
学習の到達目標 解析が容易な層流境界層に対して,時間,速度および長さのスケールを用いて流れ場の物理量を表す方法を理解する.次に乱流境界層の構造を理解するとともに,定常流に微小撹乱が与えられたレイノルズ分解の考え方と取り扱いを修得する.
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  •  主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴

教科書 とくになし.
参考書 H. Schlichting, K. Gersten: Boundary Layer Theory, Springer
成績評価方法と基準 期間中に複数回の計算課題や理論導出の課題を与え,その提出内容により評価する.全ての課題を提出した者のみを合格とする.
オフィスアワー 木曜日12:00~13:00,機械創成棟4階前田教員室
受講要件 とくになし
予め履修が望ましい科目 とくになし
発展科目 流体工学演習,エネルギー環境機械特論,エネルギー環境機械演習
授業改善への工夫 理論計算が多いため,板書を多用する.
その他 英語対応授業である。
特別講義については機械創成棟2階の掲示板を参照すること.

授業計画

キーワード ナビエ・ストークス方程式,境界層理論,層流境界層,乱流境界層,安定理論
Key Word(s) Navier-Stokes Equation, Boundary Layer Theory, Laminar Boundary Layer, Turbulent Boundary Layer
学習内容 第1回 ナビエ・ストークス方程式
第2回 境界層方程式
第3回 層流境界層と摩擦応力
第4回 境界層内の速度分布とはく離
第5回 運動量積分方程式
第6回 乱流境界層
第7回 レイノルズ分解
第8回 粘性底層と遷移層
第9回 安定理論
第10回 遷移に影響を及ぼす因子
第11回 乱流境界層の構造
第12回~第13回 飛行理論の応用に関する特別講義(東京大学河内啓二名誉教授)
第14回~第15回 風力タービンに関する特別講義(風力エネルギー研究所今村博取締役)
事前・事後学修の内容 ナビエ・ストークス方程式から境界層方程式の導出
流れ関数を用いた境界層内の速度の導出
レイノルズ分解による微小撹乱の計算
安定理論を用いたナビエ・ストークス方程式の導出
ナンバリングコード(試行) EN-ENGY-5

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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