基盤流体力学 / Fluid Dynamics  

  茂田 正哉  

  工  

   

   

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。

本授業の目的は，空力応用や材料プロセスといった産業分野にみられる複雑な流体運動の本質を見抜き，予測できる直観力，そしてその制御法を設計するための基盤知識も会得することである。流体力学の定理や支配方程式といった数学的記述のみならず，実験研究による可視化画像や観察動画，および理論に裏付けられたシミュレーションによるコンピュータグラフィックスアニメーションを用いて，流体の自然な振舞いを理解し，その物理に対する洞察力を磨くことで，目的の達成に臨む。また，身近な流体にとどまらず，雷に代表されるプラズマ流体（超高温の電離気体）の特性について学ぶことで自然界への見識を広げ，それらの応用技術の知識も得ることによって新しい流体工学が果たす社会貢献についての理解を深める。これらの一連の内容を英語で聴き，議論しながら課題に取り組む経験を通して，国際舞台で活動するためのコミュニケーション能力の研鑽も兼ねた土台形成も図る。

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")

The purposes are for students to develop the intuition to understand the nature of flow and predict the complex fluid motions, which appear in various industries such as aerodynamic applications and material processes, and also to acquire the basic knowledge to design the control methods. Through studying Fluid Dynamics with not only the mathematical descriptions of theorems and governing equations but also visualized images and observation videos in experiments and computer graphic animations of simulations based on theories, students improve their abilities to discuss the natural behavior of fluid and develop their insights into physics of fluid for achieving those purposes. By learning not only about normal fluids but also about plasma fluids (very high-temperature ionized gases), such as lightning, students will broaden the insight into the nature and deepen the understanding of the contributions that new fluid mechanics can make to society by acquiring knowledge of their applied technologies. Simultaneously, this course aims to polish communication skills and to build the foundations for students to play important roles on the global stage through their experiences of listening to the lectures and having discussions to solve the problems in English.

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

  湯上 浩雄, 茂田 正哉, 清水 信, 琵琶 哲志  

  工  

   

   

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。

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.

  機能性流体工学 / Functional Fluids Engineering  

  佐藤 岳彦, 茂田 正哉, 高奈 秀匡  

  工  

   

   

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。

 本講義は，機能性流体におけるプラズマ流と電磁応答流体の基礎と応用について講義する．

 プラズマ流は，熱，光，圧力，化学種，荷電粒子，電界など，様々な刺激を生体に与える。この作用を利用したプラズマ医療工学の基礎と応用を，流体工学，プラズマ工学，生体工学の各視点から論じる。また，輸送現象，プラズマ生成現象，生体反応現象について，流体計測法，プラズマ計測法，生体反応計測法といった計測手法と共に講義し，各現象の相互作用について理解する。また，プラズマ医療工学を通して，人類が直面する健康問題の現状と将来についてや生命とプラズマの関わりについて考える．

 また，特異な物性をもつ熱プラズマと呼ばれる１万度を超える高温の流体の基礎的な物理を学習し，アーク溶接・プラズマ溶射・ナノ粒子大量生成プロセスといった熱プラズマ応用プロセスについての知識を得ることを通して，流体・熱・物質輸送の種々の現象が重畳する工学プロセスを理解・設計できる素地を養う．

 さらに，電磁場下で機能性を発現する電磁応答流体である磁性流体，MR流体，ER流体，イオン液体について，それら流体の機能性発現機構を物理化学的立場から理解し，それらの機能性を利用した工学的先進応用として環境・エネルギー応用および航空宇宙応用を中心に概説する．

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")

This lecture gives a lecture on plasma flow and electromagnetical response fluids in functional fluids.

Plasma flow is capable of generating heat, light, pressure, chemical species, charged particles and electric field and can stimulate cells/tissues. This course includes phenomena of transport, plasma generation and biological responses for plasma medicine and those measurement methods. Finally, we discuss about present and future of human healthcare and how we control diseases such as pandemic infection through plasma medicine, and we also discuss about relationships between living things and plasma.

   The fundamental physics of thermal plasma which is high-temperature fluid over 10,000 K with unique properties is discussed as well. The widely ranging knowledges of thermal plasma applications such as arc welding, plasma spraying, and nanoparticle mass-production are given. Those contents support to gain the abilities of understanding and designing various engineering processes with fluid, heat and mass transfers.

   Furthermore, this lecture offers fundamental knowledge on electro-magnetic filed responsive fluids such as magnetic fluid, magneto-rheological (MR) / electro-rheological (ER) fluid, or ionic liquid to understand the mechanism of exhibiting their functionalities under electro-magnetic field from the physico-chemical point of view. The cutting-edge industrial applications of these electro-magentic field responsive fluids will be provided especially in the field of environmental, energy and aerospace engineering.

  プラズマエネルギー工学 / Plasma Energy and Engineering  

  髙橋 和貴  

  工  

   

   

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

  空気力学 / Compressible Fluid Dynamics  

  久谷 雄一  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードはoarjopvです。

１．目的

様々な圧縮性流れ現象の理解に不可欠な基礎学力の習得を目的とする．

２．概要

理想気体を仮定して，等エントロピー流れ，垂直衝撃波流れ，斜め衝撃波流れ，角をまわる超音速流れやノズル流れなど，空気力学の基礎を講義する．

３．達成目標等

等エントロピー関係式，衝撃波関係式など基本的な関係式を習熟する．

圧縮性流れ現象の特徴を理解する．

1. Aim

The aim is to acquire basic academic skills essential for understanding various compressible flow phenomena.

2. Overview

Assuming ideal gas, lectures on aerodynamics such as isentropic flow, normal shock flow, oblique shock flow, supersonic flow around a corner and nozzle flow will be given.

3. Achievement target

Master basic relational expressions such as isentropic relations and shock wave relations.

Understand the characteristics of compressible flow phenomena.

  流体力学Ⅱ / Fluid Mechanics II  

  伊賀 由佳  

  工  

   

   

１．目的

理想流体および粘性流体に関する流体力学の数理的な側面の理解を深める．

２．概要

理想流体では，ポテンシャル流れや渦の運動を，複素関数を用いて解析する．また，粘性流体では，基礎方程式の厳密解や境界層方程式の解法を調べる．乱流についても言及する．

３．達成目標等

流体力学の基礎方程式の数理的な取扱いを習熟する．

粘性流体の流動現象の特徴と，その数学的な記述を理解する．

４．本講義にはGoogleClassroomを利用　（クラスコード：hv3gaxz）．本講義は対面で実施し，並列3クラス合同で機械第1講義室にて実施する．

1.Object of subject

To obtain knowledge of mathematical aspects of fluid mechanics for ideal and viscous fluids.

2.Summary of subject

For ideal fluids, potential flows and vortex motions will be analyzed by complex functions. For viscous fluids, the exact solutions of basic equations and the boundary layer equations will be examined. The characteristics of turbulent flows will also be explained.

3.Goal of study

Students should understand mathematical aspects of basic equations in fluid mechanics.

Students should understand characteristic features and mathematical expressions of viscous fluid motions.

4.GoogleClassroom is used （Class code: hv3gaxz）. This class is held face to face gathering three parallel classes at once in Lecture room No.1.

  (IMAC-U) 流体力学Ⅱ / (IMAC-U)Fluid Mechanics II  

  船本 健一  

  工  

   

   

本講義にはGoogle Classroomを利用する（クラスコード：rqgjuks）．

１．目的

理想流体および粘性流体に関する流体力学の数理的な側面の理解を深める．

２．概要

理想流体では，ポテンシャル流れや渦の運動を，複素関数を用いて解析する．また，粘性流体では，基礎方程式の厳密解や境界層方程式の解法を調べる．乱流についても言及する．

３．達成目標等

流体力学の基礎方程式の数理的な取扱いを習熟する．

粘性流体の流動現象の特徴と，その数学的な記述を理解する．

This class uses Google Classroom (class code: rqgjuks).

1.Object of subject

To obtain knowledge of mathematical aspects of fluid mechanics for ideal and viscous fluids.

2.Summary of subject

For ideal fluids, potential flows and vortex motions will be analyzed by complex functions. For viscous fluids, the exact solutions of basic equations and the boundary layer equations will be examined. The characteristics of turbulent flows will also be explained.

3.Goal of study

Students should understand mathematical aspects of basic equations in fluid mechanics.

Students should understand characteristic features and mathematical expressions of viscous fluid motions.

  流体力学Ⅱ / Fluid Mechanics II  

  石本 淳  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコード（6klzk7a）は工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

【本講義にはGoogleClassroomを利用　（クラスコード： kbsuftc）】

１．目的

理想流体および粘性流体に関する流体力学の数理的な側面の理解を深める．

２．概要

理想流体では，ポテンシャル流れや渦の運動を，複素関数を用いて解析する．また，粘性流体では，基礎方程式の厳密解や境界層方程式の解法を調べる．乱流についても言及する．

３．達成目標等

流体力学の基礎方程式の数理的な取扱いを習熟する．

粘性流体の流動現象の特徴と，その数学的な記述を理解する．

[Use Google Classroom for this lecture (class code: kbsuftc)]

1.Object of subject

To obtain knowledge of mathematical aspects of fluid mechanics for ideal and viscous fluids.

2.Summary of subject

For ideal fluids, potential flows and vortex motions will be analyzed by complex functions. For viscous fluids, the exact solutions of basic equations and the boundary layer equations will be examined. The characteristics of turbulent flows will also be explained.

3.Goal of study

Students should understand mathematical aspects of basic equations in fluid mechanics.

Students should understand characteristic features and mathematical expressions of viscous fluid motions.

  流体力学Ⅱ / Fluid Mechanics II  

  廣田 真  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

理想流体および粘性流体に関する流体力学の数理的な側面の理解を深める．

２．概要

理想流体では，ポテンシャル流れや渦の運動を，複素関数を用いて解析する．また，粘性流体では，基礎方程式の厳密解や境界層方程式の解法を調べる．乱流についても言及する．

３．達成目標等

流体力学の基礎方程式の数理的な取扱いを習熟する．

粘性流体の流動現象の特徴と，その数学的な記述を理解する．

本講義は，Google Classroomを利用する場合がある．その場合のクラスコードは「tk6em6k」である．

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1.Object of subject

To obtain knowledge of mathematical aspects of fluid mechanics for ideal and viscous fluids.

2.Summary of subject

For ideal fluids, potential flows and vortex motions will be analyzed by complex functions. For viscous fluids, the exact solutions of basic equations and the boundary layer equations will be examined. The characteristics of turbulent flows will also be explained.

3.Goal of study

Students should understand mathematical aspects of basic equations in fluid mechanics.

Students should understand characteristic features and mathematical expressions of viscous fluid motions.

This lecture will possibly use the Google Classroom. Then, the class code is "tk6em6k".

  プラズマ物理学 / Plasma Physics  

  寺田 直樹  

  理  

  前期  

  前期 月曜日 3講時  

荷電粒子の運動からプラズマのマクロな運動、さらにプラズマ波動論にいたる宇宙空間プラズマ物理学の基礎を体系的に理解することを目的とする。

In this course, students will understand the basics of space plasma physics, such as charged particle motion, macroscopic dynamics of plasma, and theory of plasma waves.