【水1】航空宇宙流体力学特論（航空宇宙工学分野）

担当教員氏名

佐々木大輔

科目ナンバリング

BJAASE62002-M1 (公大)

授業管轄部署

工学研究科

授業形態

講義

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

科目分類

航空宇宙工学分野B群

配当年次

1年 (公大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (公大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

自然環境および人工物にかかわる流れの理解は，航空宇宙分野において必要な知識である．流体現象のうち，１．ナビエストークス方程式の意味を説明できる．２．境界層の性質を説明できる．３．翼周りのながれについて，説明できる．４．亜音速，選音速，超音速の流れの特徴を説明できる．５．極超音速流れのニュートン流れについて説明でき，物体に作用する力を見積もることができる．６．将来の宇宙輸送システムについて必要な技術課題を述べることができる．

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	流体の物性流体の物性が飛行物体に働く力にどのように影響を及ぼすが，改めて解説する．特に，標準大気の重要性について述べる．	標準大気について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第2回	流体力学の基礎連続の式，運動量の保存式，エネルギー式を解説する．境界層の概念についても述べる．	ナビエストークスの式について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第3回	非圧縮非粘性流れの力学非圧縮非粘性流れの取り扱いについて解説する．特に，一様流中に置かれた物体まわりの流れが，境界層を除けば，非圧縮非粘性流れとして取り扱え，有用であることを述べる．	速度ポテンシャルについて，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第4回	非圧縮性境界層境界層方程式の導出，乱流境界層の性質を述べる．特に，平板境界層について，積分方程式の導出とその利用について解説する．さらに，乱流モデルについても簡単に触れる．	層流，乱流について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第5回	翼の空力特性翼形状の表現方法，そのパラメータの空力特性に及ぼす影響，実機に使われている翼の特性について解説する．	実機の翼がどのような形状をしているか，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第6回	2次元翼周りの流れ速度ポテンシャルを用いた翼理論について解説し，平板翼，キャンバー翼，等の翼特性について述べる．	複素関数について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第7回	3次元翼周りの流れ 3次元翼（有限翼幅）について，揚力線理論，Vortex Lattice Methodを用いた解析について述べ，3次元翼と2次元翼の特性について解説する．	線形代数について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第8回	圧縮性流れの力学１断熱流れ，等エントロピー流れ，を解説し，それぞれの特徴について述べる．	熱力学の基礎を，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第9回	圧縮性流れの力学２衝撃波，プラントル・マイヤー流れを解説し，それぞれの特徴について述べる．	熱力学の基礎を，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第10回	亜音速流れとせん音速流れ圧縮性の影響を考慮したときの亜音速流れの取り扱いについては，プラントル・グラウァートの法則の適用，遷音速流れについては，その発生メカニズムの説明を行う．特に遷選音速流れでは，翼面に発生する衝撃波の影響は面積法則について解説する．	航空宇宙工学基礎について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第11回	超音速流れ超音速流れの取り扱いについて解説し，アッケレートの法則の利用，衝撃波と膨張波の組み合わせで流れ場を求める方法について述べる．	波動方程式の性質について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第12回	2次元超音速流れ線形理論や衝撃波と膨張波を組み合わせた理論で2次元超音速流れを解析し，2次元翼の特性について述べる．	亜音速の2次元翼について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第13回	翼周りの超音速流れと機体形状翼周りの超音速流れの取り扱いと機体形状について解説する．	実機の超音速機の機体形状を，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第14回	極超音速流れニュートン流れ，修正ニュートン流れについて解説し，極超音速で飛行する物体に作用する揚力，抗力，モーメントを求める方法について述べる．	流れのマッハ数依存性について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと
第15回	将来型宇宙輸送システムについてスペースプレーンを用いた宇宙輸送システムについて，その可能性と問題点について解説する	現在のロケットシステムの問題点について，参考図書，資料等で予習・復習をしておくこと

事前・事後学習の内容

配布資料の概要を予習しておくこと．宿題を丁寧に解いて，レポートにまとめること．

成績評価方法

レポートにより達成目標に掲げた事項について評価する．60点以上（100点満点）を合格とする．

履修上の注意

流体力学，熱力学，航空力学などの基礎知識が必要です．

教科書

配付資料（講義ノート）

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参考文献

Aerodynamics for Engineers by John J. Bertin and Michael L. Smith (Prentice Hall)

オフィスアワー

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