2020年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 圧縮性流体力学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 阿部 新助 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜3 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H23B |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 流れのマッハ数が高くなると，流体には圧縮性の影響が現れて，密度と温度の変化がもたらされる．この圧縮性の影響は，流れの速度が音速に近づくほど大きくなり，音速を超えると流れ の特性が劇的に変化する．本科目では，粘性のない圧縮性流れの入門的な内容の解説から，物理学的思考で圧縮性流体力学（高速空気力学）を理解する．航空宇宙分野では，超音速機や大気再突入を理解する上で必要な流体物理の入門的な内容である． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書（オンライン動画・資料）を中心とした講義を行う．必要に応じて演習・課題を行う． |
| 履修条件 | 流体力学I,II，熱力学I,IIを修得していることが望ましい． |
授業計画
| 第1回 | 授業科目概要説明 圧縮性流体力学・高速空気力学の適応範囲と学問の背景について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 序論 流体運動と密度変化・音速とマッハ数・亜音速流と超音速流 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第3回 | 熱力学の基礎 状態方程式・熱力学の第一法則について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第4回 | 熱力学の基礎 内部エネルギー・比熱について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第5回 | 熱力学の基礎 エントロピーとエンタルピーについて学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第6回 | １次元定常流 基礎方程式・音波と音速について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第7回 | １次元定常流 断熱流のエネルギー方程式から得られる諸関係式について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第8回 | １次元定常流 等エントロピー流について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第9回 | １次元定常流 等エントロピーにおける動圧と圧力係数について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第10回 | 衝撃波の理論 無限小振幅の1次元波動・有限振幅の1次元波動について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第11回 | 衝撃波の理論 垂直衝撃波・Rankine-Hugoniotの関係式について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第12回 | 衝撃波の理論 垂直衝撃波に関する諸関係式について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第13回 | 衝撃波の理論 斜め衝撃波と垂直衝撃波の関係・斜め衝撃波に関する諸関係式について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第14回 | 衝撃波の理論 衝撃波と流れの偏角の関係・衝撃波のホドグラフ表示とポーラー曲線について学ぶ． 【事前学習】「流体力学」および「熱力学」を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容を復習し理解を深めること．（120分） |
| 第15回 | 平常試験および解説． 【事前学習】「第１回〜第14回」について復習しておくこと．（120分） 【事後学習】平常試験を復習し理解を深めること．（120分） |
その他
| 教科書 | |
|---|---|
| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験（約８0％），演習（約２０%）により総合的に評価する． |
| 質問への対応 | 授業後および研究室にて随時受け付けます． メール問い合わせ；abe.shinsuke@nihon-u.ac.jp |
| 研究室又は 連絡先 |
船橋校舎3号館331B室 |
| オフィスアワー |
金曜 船橋 10:00 ～ 18:00
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| 学生への メッセージ |
超音速機や大気突入環境を理解する上で必要な流体物理の入門的な内容です． |