授業情報／Course information

開講学期／Course Start 2022年度／Academic Year 　 後期／Second
開講曜限／Class period 木/Thu　7 , 木/Thu　8
授業区分／Regular or Intensive 週間授業
対象学科／Department システム理化学科化学生物システムコース
対象学年／Year 2年 , 3年 , 4年
授業科目区分／Category 教育課程　システム理化学科
必修・選択／Mandatory or Elective 選択
授業方法／Lecture or Seminar 講義科目
授業科目名／Course Title 輸送現象論／Transport Phenomena
単位数／Number of Credits 2
担当教員名／Lecturer 山中　真也 (システム理化学科化学生物システムコース)
時間割コード／Registration Code J4064
連絡先／Contact 山中　真也(教員室番号: H307
Tel: 46-5747
E-mail: syama(at)mmm.muroran-it.ac.jp)
オフィスアワー／Office hours 山中　真也(木曜日 16:15-17:30
金曜日 15:30-16:30)
実務経験／Work experience
更新日／Date of renewal 2022/08/19
授業のねらい
／Learning Objectives		 物質生産を効率よく行うためには，物質生産において起こる運動量，熱，物質の輸送を物理，化学の法則に基づいて数学的に記述して，それらの時間的，空間的な変化を明らかにすることが必要である．ここでは運動量，熱，および物質の輸送現象を支配する法則／メカニズムの相似性と基本的な物理原理を理解し，輸送現象を数学的に記述する方法とその速度論的解析法を学ぶ．とくに運動量の輸送現象（流動）に焦点を当てて，簡単な流れについてパソコンを用いて数値解を得るための情報処理方法を習得する．
到達度目標
／Outcomes Measured By:		 １.物質生産における輸送現象の重要性と情報処理との関連性を説明できる．（知識力）
２.輸送機構（運動量移動，熱移動，物質移動）の相似性について説明できる．（理解力）
３.輸送現象における諸問題を解くために必要な基礎方程式を表記できる．（論理力）
４.輸送という化学システムを，コンピュータプログラムを用いて計算できる．（計算力）
授業計画
／Course Schedule		 総授業時間数(実時間): 22.5時間

第１回：物理量の取扱い方．次元と単位について．
第２回：物理化学と輸送現象．物質の輸送性質．流束と各種係数．
第３回：運動量，熱，物質移動の相似性．
第４回：粘度，熱伝導度，拡散係数．
第５回：保存式の導出1（数学的基礎，連続の式，運動方程式）．
第６回：保存式の導出2（エネルギー方程式，拡散方程式）．
第７回：さまざまな座標系での保存式
第８回：保存式を使って問題を解く方法．解析解，プログラミングと数値解．
第９回：第１回～第８回のまとめと中間演習および解説
第１０回：流体―ニュートン流体と非ニュートン流体．
第１１回：直交座標系における流れの解析解と数値解法．
第１２回：円柱座標系における流れの解析解と数値解法．
第１３回：非ニュートン流体の流れと数値解法．
第１４回：境界層理論．境界層方程式の解析解と数値解法．物質生産における輸送現象．
第１５回：まとめ
定期試験

・講義中に複数回の小テストを実施するので，準備すること．
・宿題を課すこともあります．
・各回の学修時間の目安は，事前・事後合わせて4時間必要です．

新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い，学生への十分な周知のもと，授業計画・授業実施方法は変更する可能性があります．
参考書等
／Required Materials		 輸送現象　水科篤郎, 荻野文丸著　　産業図書　1981(ISBN:478282520X)
基礎式から学ぶ化学工学 : Excelによるモデル解法で直観的にわかる　伊東章著　　化学同人　2017(ISBN:9784759819427)
教科書・参考書に関する備考 資料を必要に応じて配布する．
成績評価方法
／Grading Guidelines		 小テストおよび中間演習（30%）と定期試験（70%）で評価する．
100 点満点中60 点以上が合格点である．

各到達度目標の評価方法は，次のように行う．
　目標１．小テスト，中間演習，定期試験において論述問題を出題し，達成度を評価する．
　目標２．小テスト，中間演習，定期試験において論述問題を出題し，達成度を評価する．
　目標３．中間演習ならびに定期試験で，論証問題を課し，評価する．
　目標４．小テスト，中間演習，定期試験で，計算問題を出題し，達成度を評価する．

新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い，学生への十分な周知のもと，成績評価方法は変更する可能性があります．
履修上の注意
／Notices		 情報系科目で学んだ情報技術と，数学系科目で学んだ微分積分が本科目の基礎となる．
再試験は行わない．不合格者は再履修とする．
履修者の理解度に応じて，必要と判断した場合は授業計画を変更する可能性がある．
教員メッセージ
／Message from Lecturer		 輸送現象論は化学工学での方法論の基礎となるものです．しっかりと習得することを希望します．
学習・教育目標との対応
／Learning and Educational Policy		 学生便覧「学習目標と授業科目との関係表」参照
関連科目
／Related course		 数学系科目，情報系科目，流れ学A・B，流れ学A演習・B演習，化学反応操作，物質分離操作など
備考
／Notes		 授業中に補助資料として適宜プリントを配布する．
No. 回（日時）
／Time (date and time)		 主題と位置付け（担当）
／Subjects and instructor's position		 学習方法と内容
／Methods and contents		 備考
／Notes
該当するデータはありません
Active learning 1-1
／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） 		・授業時間の関係で数値解法については詳解できないので自主的にエクセル等を活用して理解を深めること．
・単元ごとに小テストを実施する．
・達成度目標に記載の点について理解を深めるために，文献調査等の宿題を課すことがある．
Active learning 1-2
／上記項目に係るALの度合い 		15%～50%
Active learning 2-1
／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等）
Active learning 2-2
／上記項目に係るALの度合い 		該当なし
Active learning 3-1
／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） 		・2年前期までに学んだことを基礎として，総合的な学習を行う．
Active learning 3-2
／上記項目に係るALの度合い 		15%未満