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エネルギーシステム工学特論 / Advanced Energy Systems Engineering

単位数: 2. 担当教員: 湯上 浩雄, 茂田 正哉, 清水 信, 琵琶 哲志. 開講年度: 2024. 開講言語: 英語.必要に応じて日本語も使う English. Japanese language is also used when necessary..

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
(大学院シラバス・時間割・履修登録)にて確認すること。

エネルギ一変換工学および関連分野の中でも,熱および流体エネルギーの新しい制御と利用法や再生可能エネルギー利用技術,熱音響現象とプラズマ熱流体現象,およびその応用に関して,広範で,かつ深い専門知識を講義すると共に,現時点における問題点の発掘とそれに対応する新しい問題解決方法を考究し,博士課程学生の問題発見・設定能力の涵養に主眼をおく。

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/doctoral.html (under "Timetable & Course Description")

This course provides students with deep knowledge on the broad topics selected from energy conversion engineering and related fields, such as the control and application methods of heat and fluid energy including renewable energy technology, thermoacoustics, and plasma thermofluid processing. Emphasis is placed on improvement of the students’ ability to find out the problems and to pursue the solution to them.

授業計画

熱音響系に見る自励振動と同期現象(琵琶)
自励振動(van der Pol方程式,平均化法,遅延フィードバック制御,熱音響系における実験例)
同期現象(強制同期,相互同期,amplitude death,熱音響系における実験例)

再生可能エネルギー変換の最新技術(湯上)
太陽熱エネルギー利用技術,熱ふく射スペクトル制御技術、太陽熱光起電力発電システム、水素エネルギー利用技術

流れと渦の定性的理解およびプラズマ熱流体の特性と応用(茂田)
カルマン渦列,流体音,翼端渦,流体力とドラッグクライシス,アーク溶接,ナノ粒子大量創製

授業計画(E)

Self-sustained oscillations and synchronization in thermoacoustics systems (lecture by Prof. BIWA)
Self-sustained oscillations (van der Pol equation, method of averaging, delay-feedback control,
examples from experimental studies of thermoacoustic system)
Synchronization (forced synchronization, mutual synchronization, amplitude death, examples
from experimental studies of thermoacoustic system)

Advanced technologies of renewable energy systems (lecture by Prof. Yugami)
Solar thermal energy utilization systems, Spectral control of thermal radiation, Solar thermophotovoltaic systems, Hydrogen energy systems

Qualitative understanding of flows and eddy, and Characteristics and applications of plasma thermofluid (lecture by Prof. Shigeta)
Kármán's vortex street, Fluid dynamic noise, Wingtip vortex, Aerodynamic force and drag crisis, Arc welding, Nanopowder mass-production

授業時間外学習

配布物や講義ノートを整理し,講義の内容をよく理解する.レポート課題がある場合はそれに取り組む.

授業時間外学習(E)

Review the handout and your lecture notes to fully understand what you have learned. Do homework when it is assigned.

成績評価方法及び基準

提出課題により行う.

成績評価方法及び基準(E)

Students are evaluated on their submitted reports.

教科書および参考書

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