単位数: 2. 担当教員: 髙橋 和貴. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語.
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。
１．目的
宇宙空間プラズマ，核融合プラズマ，電気推進機プラズマなど多様なパラメータ領域で観測される電磁流体現象を理解するために、電磁流体としてのプラズマ現象について理解を深め、電磁流体加速の原理や宇宙推進技術への応用、核融合プラズマ閉じ込めなど、プラズマエネルギーの基礎から応用までの総合的な理解をえる。
２．概要
流体の基礎方程式から、電磁的な効果を加えた電磁流体力学について紹介すると共に、プラズマの集団的な挙動や電磁流体波、衝撃波など多様なパラメータ領域で観測される電磁流体現象に関して講義する。
３．達成目的等
この授業では，主に以下のような能力を修得することを目的とする。
・プラズマの集団現象を司る基礎パラメータの理解
・電磁流体としてのプラズマの基礎方程式
・特徴ある電磁流体現象の理解
・プラズマの電気推進や核融合応用に関する理解
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/master.html (under "Timetable & Course Description")
In order to understand the electromagnetic fluid phenomena observed in various parameter regions in space plasmas, fusion plasmas, and electric propulsion devices, the lecture aims to deepen the understanding of plasma phenomena as an electromagnetic fluid and to obtain a comprehensive understanding of plasma energy from basics to applications, such as the principle of electromagnetic fluid acceleration and application to space propulsion technology, and confinement of fusion plasma.
From the basic equations of fluids, we will introduce magnetohydrodynamics with electromagnetic effects, and give lectures on the collective behavior of plasma and magnetohydrodynamic phenomena observed in various parameter regions such as electromagnetic fluid waves and shock waves.
The main purpose of this class is to acquire the following abilities.
・ Understanding the basic parameters that govern the collective phenomena in plasmas
・ Basic equation of plasma as electromagnetic fluid
・ Understanding of characteristics of electromagnetic fluid
・ Understanding of electric propulsion and fusion application
学部教育での「電磁気学」及び「プラズマ理工学」を履修し，基礎的な知識を持っていることが望ましい。
In this class, it is desirable to have a basic knowledge of "electromagnetism" and "plasma basic engineering".
Students are expected to study "Electromagnetics" and "Plasma technology" in Bachelor course.
１． イントロダクション
２． プラズマの基礎パラメータ
３． プラズマの二流体方程式
４． プラズマの電磁流体方程式
５． ベルヌイの定理とエネルギー保存則
６． 熱力学の法則
７． 電磁流体力学（１）ローレンツ力
８． 電磁流体力学（２）磁場の凍り付き
９． プラズマ中の波（１）
１０． プラズマ中の波（２）
１１． 発散磁場中の二流体方程式の解法
１２． 電気推進プラズマ応用
１３． 産業プラズマ応用
１４． 核融合プラズマ応用
１５． まとめ
１． Introduction
２． Fundamental parameters in plasmas
３． Two fluid equation in plasmas
４． MHD equation in plasmas
５． Bernoulli's theorem and energy conservation law
６． Thermodynamics
７． Magneto-Hydro-Dynamics (1): Lorentｚ force and conservation law
８． Magneto-Hydro-Dynamics (1): Frozen of magnetic field
９． Waves in plasmas (1)
１０． Waves in plasmas (2)
１1． Two fluid equations in expanding magnetic fields
１２． Application to electric propulsion
１３． Application to industrial plasmas
１４． Application to fusion plasmas
１５． Summary
講義時間以外に、関連教科書や論文を読み内容理解を進めることが望ましい。講義時間以外に、講義中で展開した式の導出に取り組む。
Students are expected to study in lecture textbooks and scientific papers to comprehend lecture contents.
Students are expected to derive equations and expressions presented in the lecture.
全講義終了時に課すレポート課題への回答を評価する。
Evaluation is performed based on the submitted reports imposed after the last lecture time.