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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 航空宇宙工学専攻 気体力学特論

気体力学特論

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科目ナンバリング
  • G-ENG07 6G406 LJ77
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 月1
教員
  • 高田 滋(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 低圧気体に代表される非平衡状態の気体の挙動は通常の流体力学では記述できず,ミクロの立場を取り入れた分子気体力学によらなければならない.本講義では,分子気体力学の基礎的事項の復習・補足説明をした後,さらに進んだ内容について講述する.具体的には,ボルツマン方程式の漸近解法と流体力学極限,自由分子気体の静力学,非平衡気体における相反定理などである.
到達目標 大学程度の流体力学では学ばない,非平衡系の流体現象に対するアプローチと概念を習得する.
授業計画と内容 ・背景(1回)
分子気体力学と巨視的流体力学の位置づけ
・基礎概念(3回)
気体分子の速度分布関数,巨視的物理量,ボルツマン方程式,衝突和不変量,対称関係式,保存方程式,平衡解,H定理,固体表面散乱模型
・無次元表示と相似則(2回)
相似則,Strouhal数,Knudsen数
・軽度に希薄な気体の一般理論(4回)
逐次近似法と輸送現象論,オイラー方程式,ナビエ・ストークス方程式,粘性係数と熱伝導係数
・自由分子気体(3回)
自由分子気体,一般解,初期値問題,定常境界値問題,自由分子気体の静力学
・非平衡気体の相反性(2回)
力学的,熱的入力に対する線形系の応答,対称関係式
成績評価の方法・観点 原則としてレポート課題によって合否を判定する.レポート課題を学期末試験に代えることがある.
履修要件 学部程度の流体力学(圧縮性流体を含む),熱力学,統計力学の標準的知識.
授業外学習(予習・復習)等 講義ノートの問いを解いて理解を深めること.講義をとっかかりに,参考書を自習することを強く勧める.
  
教科書
  • 講義時に紹介する講義ノートにそって進める.
参考書等
  • 朝倉書店, 曾根良夫,青木一生, (朝倉書店),
  • Molecular Gas Dynamics, Yoshio Sone, (Birkhaeuser,),