流体計測法

Methods of Flow Measurement

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化学工学専攻科目

工学研究科

1年

HETMP5MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

(Fall semester)

伊藤 和宏

工学研究科

日本語

目標6／目標7／目標9

「履修の手引き」（オフィスアワー一覧）を参照してください

ユニバーサルパスポート（クラスプロファイルの授業Q&A）から連絡してください

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2◎

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目標２:教え、寄り添う力

【講義目的】
本講義では乱流や混相流に対する理解を深めることを目的とし、その性質や混合・分離操作について学ぶ。また、流体計測手法について実験とコンピュータ・シミュレーションの両面から解説する。これより、化学プラントや反応器の設計で求められる実践的な非圧縮粘性流体の知識を身につける。

※この科目は、教職に関する科目（化学工学専攻・工業専修免許）の必修科目です

【到達目標】
・乱流現象や混相流、混合・分離操作の基礎事項、および流体計測の基礎的な方法を説明できる（知識・技能）
・乱流評価の基礎となる周波数解析が実演できる（思考力、表現力）
・基礎的な数値流体解析を実演できる（思考力、表現力）

サブタイトル：化学工学エンジニアのための粘性流体力学
キーワード：乱流、混合、分離、計測、数値解析

【講義内容】
本講義では最初に粘性流体力学（学部3年次・後期）を復習し、乱流と混相流の性質を紹介、次いで混合・分離操作の基礎事項を講述する。後半では、流動を評価する手法として、数値解析と実験的計測法を講義し、受講者が能動的に取り組む演習を通じて理解を深める。

【授業計画】
1. 粘性流体力学の復習
2. 乱流の基礎
3. 周波数解析
4. 乱流構造・混相流
5. 演習（周波数解析）の解説
6. 中間課題（演習）
7. 混合操作
8. 沈降分離と遠心分離
9. 流速・流量・圧力・粘度の計測法
10. 差分法の基礎
11. 流体解析手法と乱流モデル
12. 流体解析ソフトウェアの概要
13. 演習1（差分法と境界条件の理解）
14. 演習2（流体解析と結果の表示）
15. 演習3（流体力学に関連する環境問題の調査）

※定期試験について：定期試験は行わない
※パソコンの利用について：5, 6, 12〜15回で使用する
※生成系AIの利用について：課題（レポート）は学生本人が作成することを前提としており、生成系AIの出力をそのまま提出することは原則認めない。予復習での利用は制限しない。不正に生成系AIを使用したことが判明した場合は単位を認定しないことがあるので、注意すること。

テキストは用いず、講義資料、あるいは、プリントを配布する

「流体移動解析」小川浩平（朝倉書店）

【予習】講義資料の事前読み込み（1.5ｈ×12週 = 18 h）
【復習】講義内容の理解を深め定着させるための講義資料の読み直し、関連事項の調査（2.5ｈ×12週 = 30 h），レポート作成（6ｈ×2回 = 12 h）

合計：60 h

採用しない

【成績評価の基準】
粘性流体の応用知識を理解し、数値解析および流体計測方法について説明できる者については、講義目的・到達目標に記載する能力（知能・技能、思考力、表現力）の到達度に基づき、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。

【成績の評価方法】
中間課題レポート（11月中旬に実施）40%、期末課題レポート（1月中旬に実施）60%を基準として、受講態度（出席や積極的な質問等）を含めて総合的に評価する。

レポートの講評については、ユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って知らせる

学部授業の「流体工学」、「粘性流体力学」を履修しておくことが望ましい。

該当しない