伝熱工学特論

Advanced Heat Transfer

997E43A

75ASFDT525

上野　一郎

Ichiro UENO

2024年度前期

JFY2024, 1st

水曜4限

4th, Wed.

創域理工学研究科　機械航空宇宙工学専攻

Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Graduate School of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

To understand and to control heat transfer in/between/among materials bring significant benefits not only to develop high-performance and high-efficient equipments/apparatus but also to contribute solving global-scale energy problems and global warming issues.
Fundamental/applied topics on heat transfer engineering such as heat conduction, (laminar) convective heat transfer, thermal radiation heat transfer will be lectured.

熱流体機械の技術に必須である伝熱工学，特に「熱伝導」，「層流対流熱伝達」，「放射および放射伝熱」の基礎的および発展的事項に関連する知識と応用出来る能力を修得する．
本専攻のディプロマ・ポリシーに定める『(1) 機械航空宇宙工学分野に応じた高度な専門知識。』を身に付けるための科目である。　
Students will learn fundamental/applied topics on heat transfer engineering such as heat conduction, (laminar) convective heat transfer, thermal radiation heat transfer.
This course corresponds to the diploma policy (1) in the Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Graduate School of Science and Technology.

１．熱伝導の原理を理解し，定常・非定常熱伝導に関する基礎的および発展的な問題の解決に応用出来ること．
２．層流対流熱伝達の原理を理解し，基礎的および発展的な問題の解決に応用出来ること．
３．放射および放射伝熱の原理を理解し，基礎的および発展的な問題解決に応用出来ること．　
1. To understand the fundamentals on steady/transient heat conduction, and to apply them to solve problems.
2. To understand the fundamentals on (laminar) convective heat transfer, and to apply them to solve problems.
3. To understand the fundamentals on thermal radiation heat transfer, and to apply them to solve problems.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

講義に出席するだけでなく，自習のなかで参考書の例題や演習問題を徹底的に学習すること．
また，伝熱工学の内容を理解するためには，熱力学，流体力学の内容を理解しておくことが望ましい．　
It is desirable for any students taking this course to understand the topics in Thermodynamics and Fluid Dynamics.

ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／プレゼンテーション　Presentation

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各回の講義で，復習と次回へ向けての予習の指示をする．特に，配布資料や配布する例題・演習問題に関する学習を徹底し，論理的思考力・問題解決力を身に付ける．
Instructions on preparation and review will be given for each lecture.

講義中に出題した課題，レポート，発表等をもって到達度評価を行う．
Reports, contributions to lectures (presentation, etc).

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

Bergman et al., Introduction to Heat Transfer, 6th Ed., Wiley (昨年度まで教科書として使用していたもの：品切絶版だそうです).
Carslaw & Jaeger, Conduction of Heat in Solids, 2nd Ed., Oxford Press.
Cebeci, Convective Heat Transfer, 2nd Ed., Springer. など．
資料適宜配布．

イントロダクション
伝熱の3形態：熱伝導、対流熱伝達、放射
エネルギー保存則
熱伝導：Fourierの法則、熱伝導率
非定常熱伝導（1）：集中熱容量法
非定常熱伝導（2）：半無限固体内熱伝導
前半のまとめ
強制対流熱伝達（1）：境界層、熱伝達率
強制対流熱伝達（2）：一様流中水平平板周り境界層近似
自然対流熱伝達（1）：垂直平板周り境界層近似
自然対流熱伝達（2）：垂直平板周り境界層近似
自然対流熱伝達（3）：様々な系での自然対流、複合対流
後半のまとめ

Introduction
Three major modes of heat transfer
Energy conservation
Heat conduction
Transient conduction (1)
Transient conduction (2)
First-half survey
Forced convection (1)
Forced convection (2)
Free convection (1)
Free convection (2)
Free convection (3)
Second-half survey

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Mathematica／MATLAB/Simulink

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