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開講学期 Course Start |
2013年度 後期 |
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授業区分 Regular or Intensive |
週間授業 |
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対象学科 Department |
機械創造工学系専攻 |
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対象学年 Year |
1 |
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必修・選択 Mandatory or Elective |
選択 |
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授業方法 Lecture or Seminar |
関係資料を配布して主として講義形態とする。 |
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授業科目名 Course Title |
伝熱工学特論 |
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単位数 Number of Credits |
1 |
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担当教員 Lecturer |
岸浪紘機 （取りまとめ担当:埜上 洋） |
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教員室番号 Office |
（取りまとめ担当：埜上B217） |
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連絡先(Tel) Telephone |
岸浪紘機 0143-59-6398（自宅），（取りまとめ担当：埜上 0143-46-5325） |
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連絡先(E-mail) |
岸浪紘機 kisi＠mmm.muroran-it.ac.jp，（取りまとめ担当：埜上 nogami＠mmm.muroran-it.ac.jp ） （全角の＠は半角の＠に変換してください） |
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オフィスアワー Office Hour |
（取りまとめ担当：埜上 火曜日 15:00〜17:00） |
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授業のねらい Learning Objectives |
物体間の温度差に介在する伝熱現象は基本的に物体内部間の分子構造に基ずく熱伝導、流体のエンタルピー輸送に伴う対流熱伝達、そして物体間の電磁波放射による放射伝熱の３形態となり、熱流の促進・抑制制御そして高度熱交換技術は熱機関を始めとする機械工学に必須の技術・学術であるのみならず、北海道の寒冷地における住宅・産業活動などの活性化・省エネルギー技術等に関する重要な学術である。本講義はその背景となる伝熱工学の基本と関連する高度数値解析の基本を伝授するが、本授業では対流熱伝達の中枢となる乱流熱伝達の基本についても論述する。 |
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到達度目標 Outcomes Measured By: |
本講義は温度差のあるところに必ず表れる物体内部の熱伝導伝熱（Thermal Conduction)，固体壁とそれと接する流体のエンタルピー輸送として生成する熱伝達（Heat Convective Transfer）、さらに個体間の電磁波による放射熱伝達（Thermal Radiation）についての基本機構の理解とそれらの数値的な取り扱い、具体的な熱交換器の伝熱的な取り扱いの習熟を目的とする。そして、その背景となる高度数値解析法（陰解法、非線形慣性項の線形化処理など）の基本的な習熟と乱流エネルギK, 乱流散逸エネルギε など乱流対流伝熱についての基本事項を講義する。 |
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授業計画 Course Schedule |
１．熱伝導伝熱 1-1 体積要素法による直角、円筒、球座標系三次元熱伝導方程式 1-2 複雑な場における熱伝導形態係数の応用とその数値処理 1-3 非定常二次元熱伝導問題に対する陰・陽数値解析 ２．対流熱伝達 2-1 二次元対流エネルギー式、連続式と運動量式 2-2 無次元数の導入と無次元 2-3 渦度法による数値解析 2-4 非線形慣性項、対流項の風上二次近似 2-5 スタッカード格子法による対流方程式の離散化 2-6 対流方程式の直接圧力数値解法（Mac法） 2-7 乱流対流熱伝達論 2-7-1 乱流強度Jと乱流エネルギk 2-7-2 乱流基礎方程式（連続式、運動量式、エネルギー式） 2-7-3 Reynolds応力とPrandｔｌの混合距離 2-7-4 乱流エネルギ式Kと散逸エネルギー式 ε 2-7-5 乱流熱伝達数値解析概要 ３．放射熱伝達 3-1 熱放射原理：M.Plankの放射エネルギ則とWienの変位則 3-2 Stefan-Bolzmann放射則 3-3 吸収率、反射率、透過率とKIrchhof則 3-4 放射伝熱面間の形態係数と数値解析 ４．熱交換器 |
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教科書 Required Text |
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参考書 Required Materials |
伝熱学概論、佐藤 俊 著、養賢堂 # Convection Heat Transfer, Adorian BEJAN, JOHN WILEY & SONS, INC. |
| 教科書・参考書に関する備考 | 原則として教科書は使用しない。講義毎に資料を配布する。 |
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成績評価方法 Grading Guidelines |
課題を与えてレポート提出、その内容で評価する。 |
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履修上の注意 Please Note |
特になし。 |
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教員メッセージ Message from Lecturer |
物理的、数術的な思想の充満する科目であり、この修得は機械工学エンジニアの素養として重要である。そして、本講義の内容は博士前期のみでの修得は無理な側面があり長期的な勉学を心がけてほしい。 |
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学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy |
(C) 工学専門知識の修得 機械工学に関する専門知識を駆使して、工学システムにおける課題を解決できる。 エネルギー・環境、ものづくり、ロボットに関する技術的課題に挑むことができる。 |
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関連科目 Associated Courses |
流体力学特論 |
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備考 Remarks |