2023年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 反応性流体力学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 田辺 光昭 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H32D |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 燃料の燃焼を伴うエンジン内部の流れや大気圏再突入時の機体周囲の流れ，あるいは超新星爆発なども含めて，反応を伴う流体現象は数多く存在する．このような反応性流体の入門的知識を習得する． 本授業科目はDP1・3及びCP1・3に該当しています． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 スライドと板書を使用した講義形式で実施する． |
| 履修条件 | 選択 流体力学I・熱力学Iを履修していること． 熱力学II・伝熱工学を履修していることが望ましい |
授業計画
| 第1回 | 講義概要説明： 反応性流体力学の概要 【事前学習】「熱力学Ⅰ・Ⅱ」「流体力学Ⅰ」を復習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 分子の運動： 運動の状態量／分子間力／エネルギー分布 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第3回 | 化学反応の基礎： 反応式／素反応／総括反応／反応速度 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第4回 | 化学平衡： 自由エネルギー／平衡定数 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第5回 | 反応性流体の支配方程式，輸送係数： 保存形式（質量・運動量・化学種・エネルギー）／生成項，粘性係数／拡散係数／熱伝導率 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第6回 | 熱化学定数： エンタルピー／標準生成熱／反応熱 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第7回 | 燃焼の基礎： 流れ場による分類／火炎の構造による分類／エンジン内の燃焼の特徴 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第8回 | 燃焼波の分類と特徴： デフラグレーション波／デトネーション波 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第9回 | 燃焼温度の計算： 断熱燃焼温度／断熱平衡温度 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第10回 | 燃焼速度： 現象論的導出／輸送特性の影響 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） 【レポート課題】授業で解説した燃焼温度の計算を表計算を用いて実践する． |
| 第11回 | 燃焼速度： 乱流燃焼の燃焼速度 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第12回 | 燃焼解析の環境対応への応用： すす・窒素酸化物の排出 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第13回 | 消炎・火炎不安定 火炎伸長／流体力学的不安定／熱拡散不安定 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第14回 | 事例： 保炎・火炎伝播速度 【事前学習】参考書等の該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第15回 | 【事前学習】第１４回までの内容を復習し，習得しておくこと（240分） 平常試験及びその解説 |
その他
| 教科書 | |
|---|---|
| 参考書 |
平野敏右 『燃焼学―燃焼現象とその制御』 海文堂出版 1986年
日本機械学会 『燃焼の数値計算』 日本機械学会 2001年
植田 利久 『反応系の流体力学』 コロナ社 2002年
平野敏右・石塚悟 『化学流体力学』 丸善
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
課題（３0%）および平常試験（７0%） |
| 質問への対応 | 随時受け付け メール：tanabe.mitsuaki@nihon-u.ac.jp |
| 研究室又は 連絡先 |
336A室 tanabe.mitsuaki@nihon-u.ac.jp TEL:047-469-5431 |
| オフィスアワー |
金曜 船橋 13:20 ～ 15:00
|
| 学生への メッセージ |
ロケットエンジン，ジェットエンジン等のエンジンの動作を理解する上で重要な知識であり，ぜひ習得してほしい． |