科目名[英文名]
気体力学特論   [Advanced Gas Dynamics]
区分	前期課程科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	～	開講時期	3学期
授業形態	3学期	時間割番号	1060309
責任教員 [ローマ字表記]
西田 浩之   [NISHIDA Hiroyuki]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

物質に高電圧を加えたときの放電現象を取り扱う放電工学と，放電により発生したプラズマの物性解明と応用に関するプラズマ工学，2つの学問の基礎について本講義では取り扱う．放電により生まれたプラズマは物質の第4の状態とも呼ばれ，荷電粒子と中性粒子の混合した電離気体である．発光性・導電性・高温性などの特徴に加え，電磁界中におくと得意な振る舞いをし，いろいろな新しい性質を示すようになる．これらの特徴を生かした多岐多様な工学技術への応用とその研究が近年急速に広がっており，核融合，放電加工・溶接，エッチングなどの材料プロセス，レーザーなどの光源，宇宙推進，などが代表的なものとして挙げられる．本講義では，放電（プラズマの生成）とプラズマの基本とその応用を理解することを目的として，以下の項目について学ぶ．１）プラズマの概念と定義，２）放電の形態とその物理，３）プラズマの生成法，３）プラズマの性質と基礎理論，４）プラズマの応用技術の概要．

到達基準

放電の形態と物理を理解する．プラズマを記述する方程式系を理解し，そこから導かれるプラズマの基本的な性質を理解する．

授業内容

第１回　プラズマの概念と応用例 　自然界のプラズマと人工的に作られたプラズマ，プラズマの定義，工学的応用例の紹介 第２回　放電プラズマの基礎事項 　ベクトル解析，微分方程式，電磁気学など，放電プラズマに必要な基礎知識の復習 第３回　粒子の分布 速度分布関数とマクスウェル・ボルツマンの速度分布（熱平衡），速度分布に関する平均 第４回　電離気体中の衝突過程（１） 　衝突断面積と平均自由行程，原子の電子状態，弾性衝突と非弾性衝突 第５回　電離気体中の衝突過程（２） 　分子衝突，クーロン衝突 第６回　気体の絶縁破壊 　タウンゼント理論，パッシェンの法則，ストリーマ理論 第７回　放電の形態とプラズマの生成法（１） 　グロー放電とアーク放電 第８回　放電の形態とプラズマの生成法（２） 　高周波・マイクロ放電，コロナ放電，バリア放電 第９回　荷電粒子の運動（１） 　サイクロトロン運動，各種ドリフト運動 第１０回　荷電粒子の運動（２） 　断熱不変量と磁気ミラー 第１１回　プラズマの運動（１） 　流体方程式の導出 第１２回　プラズマの運動（２） 　輸送係数，プラズマの拡散 第１３回　プラズマの性質 　デバイ遮蔽，シース，プラズマ振動 第１４回　プラズマの応用技術 　材料プロセス，光源，宇宙推進など，プラズマの応用例の紹介 第１５回　期末試験

履修条件・関連項目

特にないが，基礎的な流体力学，ベクトル解析，微分方程式，電磁気学の知識は理解に必要．

テキスト・教科書

八坂保能「放電プラズマ工学」（森北出版） 板書をベースに，適時，資料を配布する．

参考書

行村建「EEText 放電プラズマ工学」（オーム社）

成績評価の方法

レポートを3回（15点×3）と期末試験（55点）により成績を評価する．

教員から一言

キーワード

放電工学，プラズマ工学

オフィスアワー

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

語学学習科目

更新日付

2020/02/12 13:18:15