授業科目名 : 気体力学特論

科目コード 10G406
配当学年 修士課程・博士後期課程
開講年度・開講期 後期
曜時限 月曜1時限
講義室 C3-講義室2
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義
使用言語 日本語
担当教員 所属・職名・氏名 髙田 滋,

授業の概要・目的

低圧気体に代表される非平衡状態の気体の挙動は通常の流体力学では記述できず,ミクロの立場を取り入れた分子気体力学によらなければならない.本講義では,分子気体力学の基礎的事項の復習・補足説明をした後,さらに進んだ内容について講述する.具体的には,ボルツマン方程式の漸近解法と流体力学極限,自由分子気体の静力学,非平衡気体における相反定理などである.

成績評価の方法・観点及び達成度

複数回のレポート課題または学期末試験によって合否を判定する.

到達目標

大学程度の流体力学では学ばない,非平衡系の流体現象に対するアプローチと概念を習得する.

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
背景 1 分子気体力学と巨視的流体力学の位置づけ
基礎概念 3 気体分子の速度分布関数,巨視的物理量,ボルツマン方程式,衝突和不変量,対称関係式,保存方程式,平衡解,H定理,固体表面散乱模型
無次元表示と相似則 2 相似則,Strouhal数,Knudsen数
軽度に希薄な気体の一般理論 4 逐次近似法と輸送現象論,オイラー方程式,ナビエ・ストークス方程式,粘性係数と熱伝導係数
自由分子気体 3 自由分子気体,一般解,初期値問題,定常境界値問題,自由分子気体の静力学
非平衡気体の相反性 2 力学的,熱的入力に対する線形系の応答,対称関係式

教科書

参考書等

曾根良夫,青木一生:分子気体力学(朝倉書店,東京,1994)
Y. Sone: Molecular Gas Dynamics (Birkhaeuser, Boston, 2007)

履修要件

学部程度の流体力学(圧縮性流体を含む),熱力学,統計力学の標準的知識.

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

講義ノートを開講期間中にホームページで公開する(アドレスは講義時に伝える).

その他(オフィスアワー等)