材料科学者のための輸送現象論 運動量・熱・物質の輸送を基礎から学ぶ /安田秀幸

≪商品情報≫

著者名：安田秀幸
出版社名：内田老鶴圃
発行年月：2025年03月
判型：Ａ５
ISBN：9784753651399


≪内容情報≫

主に初学者を対象として運動量・熱・物質の輸送を効率的に学ぶ為に執筆された書
【目次】
１ 熱および物質移動を学ぶにあたって
1.1 輸送現象とは
1.2 材料科学，材料工学における輸送現象論
1.3 輸送現象のための数学的基礎
常微分，偏微分，全微分／勾配，発散，回転／円柱座標系，球座標系／総和記号の省略

２ 運動量の輸送
2.1 流体の性質
流体の定義／粘度，動粘度／流体の分類／圧縮性，非圧縮性
2.2 流体運動の表現
ラグランジュの方法とオイラーの方法／流体の速度，加速度／流体運動のテンソル表現
2.3 層流と乱流
流れの乱れ／レイノルズ数／流れによる熱と物質の輸送
2.4 静止流体における力のつり合い
圧力／オイラーの平衡方程式
2.5 流体のエネルギー収支
質量保存則／エネルギーの収支／ベルヌーイの式／ベルヌーイの式の応用例
2.6 粘性流体の流れ
粘性によるエネルギー損失／ハーゲン-ポアズイユ流れ／円管内の乱流とレイノルズ応力／多孔質媒体中の流れ
2.7 流体の運動方程式
連続の式／流体に作用する応力／運動方程式（ナビエ-ストークスの式）／流動における圧力／ブシネスク近似／積分を用いた連続の式と運動量保存則／円柱座標系，球座標系の基礎方程式／流れの相似則
2.8 粘性流れ
境界層／ストークスの式

３ 熱の輸送
3.1 熱輸送の基礎
熱力学に基づいた温度／統計力学に基づいた温度／フーリエの法則／熱伝導／ヴィーデマン-フランツ則／電磁波による伝熱／熱伝達
3.2 熱エネルギー保存の式
熱エネルギーの収支／円柱座標系，球座標系におけるエネルギー保存の式
3.3 強制対流による熱伝達
境界層内の熱伝達／境界層流れの基礎方程式／支配方程式の無次元化と相似則／無次元数を用いた熱伝達係数
3.4 乱流における対流熱伝達
レイノルズ分解／レイノルズ平均を用いた運動量保存則／レイノルズ平均を用いた熱エネルギー保存則／輸送に及ぼす乱流の影響に関する相似則
3.5 自然対流による熱伝達
自然対流／浮力／固体壁近傍の熱伝達
3.6 放射伝熱
黒体放射／黒体炉／プランクの法則／黒体の分光放射輝度／ステファン-ボルツマンの法則／ステファン-ボルツマンの法則と熱力学／灰色体／キルヒホッフの法則／無限平板間の熱の輸送／形態係数／鏡面反射と拡散反射／ガス放射
3.7 相変態を伴う熱の輸送
蒸発を伴う熱の輸送／沸騰現象

４ 物質の輸送
4.1 物質の輸送における物理量
濃度・組成，速度，流束／拡散の駆動力／フィックの第1法則／運動量・熱・物質の拡散の類似性
4.2 物質の輸送と質量保存
多成分系の移流拡散方程式／拡散方程式／相互拡散／電気泳動／乱流拡散／一方拡散／運動量・熱・物質の輸送における基礎方程式