機械工学講究Ⅲ

Study on Mechanical Engineering Ⅲ

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連携科目

工学研究科

1年

HETDA7MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

黒田 雅治、山口 義幸、木村 文義、田中 展

工学研究科

日本語

目標9

月曜3限・6401研究室(黒田)
木曜5限・1210研究室(山口)
月曜6限・1209研究室(木村)
月曜6限・C238研究室(田中)

m-kuroda＠eng.u-hyogo.ac.jp(黒田)
yamaguti@eng.u-hyogo.ac.jp(山口)
kimura@eng.u-hyogo.ac.jp(木村)
htanaka@eng.u-hyogo.ac.jp(田中)

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3◎／4◎／6◎

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講義目的
　機械工学において遭遇する種々の計測･評価法についてその理解を深める。本講究では，多孔質体の熱および物質移動，対流伝熱の制御，分数階微積分の工学応用，周期構造の力学モデルを習得することを目的とする。

達成目標
　多孔質体の熱および物質移動現象が理解でき，その数値解析が自在に使いこなせる。伝熱制御の原理が理解でき、自在に使いこなせる。分数階微分を用いて高分子材料振動系の運動方程式を導くことができ，数値解析によってその運動方程式を解くことができる。空間上に幾何学的に反復される繰り返し構造を周期構造で定式化し、その変形が解析できる。

サブタイトル：
高度な機械設計に重要な、多孔質体の熱および物質移動、対流伝熱の制御、分数階微積分の工学応用、周期構造の力学モデルについて身に着けよう！

キーワード：
多孔質体、対流伝熱、分数階微積分、周期構造

オムニバス方式で講義する。講義内容は次のとおりである。

1〜4.（山口義幸 准教授）多孔質体の熱および物質移動：
　多孔質体内における流動と熱移動の基本形態について，微視的な熱/物質輸送機構と空間平均的な取り扱いの関係について理解させる。次いで，伝導，対流，ふく射が相互に影響しあう多孔質体内の数値解析手法を理解させる。

5〜8.（木村文義 准教授）対流伝熱の制御：
　省エネルギー化を目指した対流伝熱の制御(促進・抑制)方法について，現在実用化されている最新技術から研究途上中のものも含めて講述すると共に，それら伝熱制御の原理を理解させる。

9〜12.（黒田雅治 教授）分数階微積分の工学応用：
　整数階だけでなく，実は非整数階の微積分も定義できることが知られている。その中でも，工学的に応用可能性の高い分数階の微積分について紹介する。具体的には，分数階の微積分を用いて運動方程式が記述できる系のダイナミクスとその制御について解説する。実験的に分数階の微分応答を実現する方法についても講義する。この内容について，4回の講義を予定している。

13〜15.（田中展 教授）周期構造の力学モデル：
　無数の部材で構成された骨組構造体の力学挙動を知ることは機械設計の観点から重要であるものの，その多自由度な変形問題を解くことは一般に容易ではない。しかし，繰り返し構造をもつ骨組構造体を周期構造として定式化できれば，連続体力学で用いるヤング率などの材料定数と等価な力学特性を評価することができる。この内容について，3回の講義を予定している。


生成系AIの利用については教員の指示に従うこと。生成系AIによる出力結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。生成系AIによる出力をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。

特になし。資料配布。

“Fractional Differential Equations, ” I. Podlubny, Mathematics in Science and Engineering, Vol. 198, Academic Press. 

【予習】授業資料を事前読み込み（30ｈ）。
【復習】講義内容の理解を深め定着させるために授業資料・ノートを読み直し（20ｈ）。レポート作成（10ｈ）。

採用しない

レポートを総合的に評価する。S（90点以上）,Ａ（80点以上）,B（70点以上）,C（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。

レポートは、それぞれにコメントを付して返す。

該当しない。

※本学の配付資料を参照してください。