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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 |
機械航空創造系学科 航空宇宙システム工学コース |
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対象学年 Year |
2 |
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必修・選択 Mandatory or Elective |
選択 |
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授業方法 Lecture or Seminar |
講義 |
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授業科目名 Course Title |
圧縮性流体力学 |
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単位数 Number of Credits |
2 |
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担当教員 Lecturer |
杉山 弘 |
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教員室番号 Office |
A318-1 |
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連絡先(Tel) Telephone |
0143-46-5364 |
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連絡先(E-mail) |
sugiyama＠mmm.muroran-it.ac.jp |
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オフィスアワー Office Hour |
水曜15:00～17:00 |
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授業のねらい Learning Objectives |
圧縮性流体力学は航空工学を特徴づける学問の一つであり，ジェット機まわりの流れやロケットエンジン内部の燃焼ガスの流れなど，さまざまな場面に応用されます．本科目では圧縮性流体の非圧縮性流体とは異なる特徴を理解し，設計や運用に役立てることができるようになることをねらいとしています． |
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到達度目標 Outcomes Measured By: |
１．圧縮性流体の基礎となる熱力学法則を正しく理解する． ２．流れの基礎方程式の概要を理解する． ３．一次元流れの基本的な特徴を理解する． ４．衝撃波を伴う流れ場の特徴を理解する． ５．膨張波を伴う流れ場の特徴を理解する． |
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授業計画 Course Schedule |
総授業時間数；24時間 １．圧縮性流れとは（亜音速流れと超音速流れ，音波と音速，マッハ数，圧力じょう乱の伝ぱ） （第１，２週） ２．熱力学の諸概念（状態方程式，内部エネルギーとエンタルピー，比熱，エントロピー） （第３，４週） ３．一次元圧縮性流れの基礎式（連続の式，運動方程式，運動量の式，エネルギーの式） （第５週） ４．一次元等エントロピー流れ （第６週） ５．ラバルノズル内の流れ （第7週） ６．衝撃波（衝撃波の発生，垂直衝撃波の関係式） （第８，９週） ７．斜め衝撃波 （第１０週） ８．一次元の波動（波動方程式，微小振幅波の伝ぱ，有限振幅波の伝ぱ） （第１１，１２週） ９．二次元定常等エントロピー流れ（基礎式，プラントル・マイヤー膨張流れ） （第１３，14週） １０．まとめ（第１５週） １１．期末試験（第１６週） ・宿題またはレポートを、３週に１回程度課します． |
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教科書 Required Text |
杉山弘・遠藤剛・新井隆景著，流体力学，森北出版，1995． |
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参考書 Required Materials |
松尾一泰著，圧縮性流体力学，理工学社，1994． #永田雅人著，高速流体力学，森北出版，2010． |
| 教科書・参考書に関する備考 | 教科書，杉山・遠藤・新井著「流体力学」の第８章「圧縮性流体の流れ」では，圧縮性流れの基礎が，初学者にとって分かりやすく書かれている． |
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成績評価方法 Grading Guidelines |
定期試験で評価します．１００点満点で６０点以上を合格とします．不合格の場合，授業への出席状況が良好な不合格者に対しては再試験を行います． |
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履修上の注意 Please Note |
この授業に関する復習は、毎週１時間以上行ってください。 授業中に問題を解き，その過程と結果を提出してもらう場合があります． |
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教員メッセージ Message from Lecturer |
将来航空分野に進みたいと考えている人にはぜひ履修してもらいたい科目です．微分，積分等がしばしばあらわれるため，難解な印象を受けがちですが，実例などを多く取り上げ本質を正しく理解できるよう努めたいと思います． |
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学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy |
航空宇宙システム工学コースの学習・教育目標との対応： B) 航空宇宙システム工学分野に必要な様々な知識，技術の修得 （航空宇宙工学基盤知識「専門分野の基礎と応用能力」を身につける） E) 自発的，継続的に学習する能力を修得 （コースの全課程において身につける） |
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関連科目 Associated Courses |
この科目の履修に当たっては，微分，偏微分，積分等の数学的な知識が必要となります．また熱力学の知識も必要です．よく復習しておいてください．また本科目は２年次前期に開講される空気力学基礎理論，３年次に開講される粘性流体力学，数値流体力学と密接に関係します．推進工学基礎理論，ロケット工学，ジェットエンジンの各科目でも，本科目で学んだ基礎知識を活用します．さらに航空宇宙工学演習Ⅰの一部にて，圧縮性流体力学の問題を取り扱います． |
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備考 Remarks |