気体力学特論

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
気体力学特論
Advanced Gas Dynamics
P120290001 2 1 後期授業 専門科目 TAASE6309-M1 水3 B4-西K-201 坂上 昇史

オフィスアワー

月2コマ目 10時40分~12時10分
対面およびZoom(要事前連絡)での質問等を受け付けます

授業目標

この講義の目的は,気体力学の特に物理的な側面について,その本質を理解することである.流体力学的現象,特に,乱流や遷移について議論する.
到達目標は以下の通りである:
1. 流体力学の支配方程式を理解し説明できる.
2. 圧縮性および非圧縮性流れの基本概念を理解し説明できる.
3. 乱流,遷移および安定性の理論を理解し説明できる.
4. 支配方程式から安定性方程式を導き出し,それを解ことができる.

The purpose of this lecture is to provide an actual understanding of the essentials of gas flow, especially for the physical aspect. This course also features broad discussions of governing aerodynamic phenomena to help the students understand applications and limitations of the material presented.
The objectives are as follows:
1. To understand and explain the governing equations of fluid mechanics.
2. To understand and explain the basic concept of compressible and incompressible flows.
3. To understand and explain the turbulence, transition and stability theory.
4. To derive the stability equation from the governing equations and solve it.

教科書

プリント配布
Printed references materials will be distributed.

参考書

Boundary Layer Theory, H. Schlichting, McGraw-Hill
Aerodynamics for Engineers, John J. Bertin and Michael L. Smith, Prentice Hall, Inc.
Elements of Gasdynamics, H, W. Liepmann and A. Roshko, Dover Publications, Inc.
Hypersonic Aerothermodynamics, John J. Bertin, AIAA Education Series, AIAA

関連科目

流れ学,航空流体力学,気体力学,数値計算力学
Fluid Mechanics, Aerodynamics, Gas Dynamics, Computational Fluid Dynamics

授業時間外の学習(準備学習等について)

前週の内容を復習しておく
Review the contents of the class at previous week.

授業の概要

物理的な観点から乱流と圧縮性流体を取り扱う.流体力学の支配方程式について説明し,圧縮性および非圧縮性流れを扱い,それらの特性について講義する.さらに,乱流,遷移および安定性理論の基本概念を説明し,安定性方程式の導出とその解法について説明する.

This lecture will deal with the characteristics of turbulent flow and compressible flow from a physical point of view. First, the governing equations of fluid mechanics are explained. Next, we deal with compressible and incompressible flows and give lectures on their properties. Furthermore, the basic concepts of turbulence, transition and stability theory are explained, and the derivation of the stability equation and its solution are lectured.

授業計画

第1回 流体の特性
Fluid properties
準備学習等
第2回 流体力学の基礎
Fundamentals of fluid mechanics
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第3回 非圧縮粘性流
Dynamics of incompressible inviscid flow
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第4回 非圧縮粘性流
Dynamics of incompressible viscous flow
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第5回 非圧縮境界層
Incompressible boundary layer
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第6回 圧縮性非粘性流
Dynamics of compressible inviscid flow
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第7回 圧縮性粘性流
Dynamics of compressible viscous flow
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第8回 圧縮性境界層
Compressible boundary layer
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第9回 流れの不安定性:その1
Flow instability: part 1
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第10回 流れの不安定性:その2
Flow instability: part 2
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第11回 線形安定性理論:その1
Stability theory: part 1
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第12回 線形安定性理論:その2
Stability theory: part 2
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第13回 境界層遷移
Boundary layer transition
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第14回 乱流:その1
Turbulence: part 1
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第15回 乱流:その2
Turbulence: part 2
準備学習等 前回の講義内容について復習しておくこと
Review the contents of the lecture at previous week.
第16回 まとめ
Summary of lecture
準備学習等

成績評価

合格(C以上)するには、到達目標で挙げた項目について理解し,説明できることが必要である.講義内で課すレポートにより評価し,60/100以上で合格とする.

In order to pass (C or higher), it is necessary to be able to understand and explain the item of the class objectives. Evaluation will be based on weekly and final reports. Passed at over 60/100.