移動論第一 Transport Phenomena I

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担当教員: 吉川史郎

使用教室: 月7-8(S423)

単位数: 講義：2 演習：0 実験：0

講義コード: 6130

シラバス更新日: 2013年3月28日

講義資料更新日: 2013年3月21日

学期: 前期 / 推奨学期：3

概要

講義概要

I　化学工学が対象とする種々の移動現象を扱うための基礎となる流体力学について，運動量移動という視点に基づき講義し，具体例に基づいて修得させることを目的とする。
II　運動量移動（管路内流動，境界層，層流と乱流，ニュートン流体と非ニュートン流体など）。
なお，移動論第二，化工情報処理第一と併せて履修することが望ましい。

講義の目的

化学工学において対象とされる流体力学の問題の取り扱いを，運動量移動という視点に基づいて解説し，習得させることを目的とする。具体的には流体の粘性，運動量移動と速度分布，流体の運動方程式と速度分布，管路内の流動における圧力損失，配管による流体輸送，流れ関数･ポテンシャル流れ，境界層理論，乱流およびコンピュータを利用した流体力学計算の基礎を対象とする。講義は化工数学，移動論第二，移動論第三，化工計算機演習第一，機械的操作と連携して行なう。

講義計画

以下のの内容を講義する。各項目の番号は主に教科書（ケミカルエンジニアの流れ学）中の章番号。「6.物体周りの流れ」は6学期授業「機械的操作」で講義する。毎回演習を実施する予定である。
0.イントロダクション
1.流体の流動特性(レオロジー)，粘性による運動量移動
A1.流体力学と運動量移動
A2.検査体積についての運動量収支
A3.円管内層流の速度分布
2.流れの状態の表現
3.収支式
3・1時間変化率の表示法
3・2物質収支
3・3運動量収支
コーシーの運動方程式
ナビエ－ストークスの運動方程式，
速度分布についての例題：回転する円筒
速度分布についての例題：非定常の問題
乱流場における運動方程式
運動方程式の無次元化
3・4エネルギー収支
4.流れの数値シミュレーション
5.管路内の流れ
5・1円管内の流れ
5・1・1層流における速度分布
5・1・2乱流における平均速度分布
5・1・3円管におけるエネルギー損失
A4.流れ関数と速度ポテンシャル
7.境界層内の流れ

教科書・参考書等

「ケミカルエンジニアの流れ学」CREATIVE CHEMICAL ENGINEERING COURSE 16，小川浩平，黒田千秋，吉川史郎共著，培風館
「化学工学のための数学」小川浩平，黒田千秋，吉川史郎共著，数理工学社

成績評価

演習と試験の結果をあわせて評価する。

担当教員の一言

化学工学の基礎科目の1つであるのでしっかり学んでほしい。

その他

特になし。