授業科目名 熱物質移動論 科目コード T160070 科目区分 専門教育科目 開講時期 前期 学部・学科等 工学部 機械システム工学科 曜日 水曜日 必修・選択区分 選択 時限 3~4 標準対象年次 3 授業形態 講義 単位数 2 教室名 721番(陽東) 電話番号 (代表者名) 028-689-6031(杉山 均) e-mailアドレス (代表者) [email protected] 担当教員名 オフィスアワー 杉山 均 (水) 9:00~10:00 10号館5階 杉山教員室 (e-mailによる予約も可能) 【授業の目標】 本講義は,(1)熱流動現象に関する基礎知識,専門知識の修得と応用能力の育成,(2)創 造性豊かな思考力の育成,(3)自主的学習能力及び継続的な学習意欲の向上を図ることを教 育目標としています.(1)については講義,課題を通して,(2)については,課題中に含 まれる創造性を発揮して解く問題を通して,(3)に関しては課題を継続的に提出することに より各目標を達成します.授業と学科の教育目標の関係:A(創造性豊な思考力)20%, D(専門知識と応用能力)60%,G(自主的学習能力)20% 【前提とする知識・経験】 高等学校で学習した数学,物理に関する知識で十分ですが,偏微分方程式の解法,考 え方についても理解しておいて下さい. 【授業の具体的な進め方】 授業計画に沿って,各テーマについての説明をなるべく分かりやすい事例を取り上げ ながら講義を進めます.その際に,いくつかの質問,問題を提案しますから,積極的に答 えて下さい.また,理解を深める意味から講義に関連したレポートを提出してもらいま す. レポート課題は,以下のホームページからダウンロードして下さい. Http://www.cc.utsunomiya-u.ac.jp/~sugiyama/ 【授業計画】 第1週:移動現象(運動量,熱の分子運動論的解釈,単位) 第2週:流体の性質と基本的事項(層流と乱流,粘度,速度境界層と抵抗,はく離現 象) 第3週:運動量移動の支配方程式(連続の式,粘性流体の運動方程式,ベルヌーイの 式) 第4週:速度境界層と摩擦抵抗(円管内層流,混合距離,円管内の乱流,対数速度分 布) 第5週:熱移動の基本的事項(熱伝導率,熱伝達率,温度境界層,混合平均温度) 第6週:固体内温度分布と熱流束(熱伝導基礎方程式,相似則,温度分布と通過熱流 束) 第7週:定常熱伝導(円筒の熱伝導,フィンからの放熱,数値解法) 第8週:非定常熱伝導(ラプラス変換,変数分離法) 第9週:層流熱伝達現象(熱伝達の基礎方程式,次元解析,レイノルズ数,ヌセルト 数) 第10週:強制対流熱伝達(円管内の強制対流熱伝達,水平平板上の強制対流熱伝達) 第11週:自然対流熱伝達(垂直平行平板間の自然対流熱伝達) 第12週:乱流熱伝達現象(レイノルズのアナロジ,平板の乱流熱伝達) 第13週:沸騰,凝縮を伴う熱移動(沸騰曲線,膜沸騰,核沸騰,遷移沸騰,蒸気泡の発 生) 第14週:放射による熱移動(プランクの法則,熱放射による熱移動,形態係数) 第15週:期末試験(小テスト) 【教科書・参考書・教材】 1.(教科書)「新版 移動論」小林・飯田著 朝倉書店 2.(参考書)「流体力学」日野著 朝倉書店 【成績評価法】 ①期末試験(40%),②課題レポート(60%)により評価します,評価点は秀(90%以上),優 (80%以上),良(70%以上80%未満),可(60%以上70%未満),不可(60%未満)とし不可以外を もって合格とします.ただし2/3以上の出席がないと評価の対象になりませんので注意して 下さい.本授業の教育目標は、上記の①,②により,(1) ① 24%,②36%,(2) ①8%, ②12%,(3) ① 8%,②12%として評価を行う. 【教員からのメッセージ】 現象を数式にて表現し理解することになりますが,数式は言語を越えた万国共通語で, 式で考えを伝えることも可能です.式の持つ魅力を習得して下さい.
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