失敗の研究

目次

1 単成分系の保存則と支配方程式
1.1 流体の熱流体挙動に関する物性値（密度, 粘性係数, 熱伝導率, 比熱）
1.1.1 常温常圧における空気と水の物性値
1.1.2 物性値の温度依存性
1.2 座標系
1.2.1 オイラー的視点とラグランジェ的視点
1.2.2 デカルト座標
1.3 流体挙動の分類（無次元数）
1.4 流体運動の定式化
1.5 単成分系における連続の式
1.6 単成分系における運動方程式
1.6.1 オイラー方程式
1.6.2 粘性を考慮した運動方程式
1.6.3 ナビエ・ストークス方程式
1.7 熱力学諸性質
1.7.1 系と状態量
1.7.2 熱力学の第0法則
1.7.3 熱力学の第1法則
1.7.4 熱力学の第2法則
1.7.5 熱流体現象に関連する不可逆過程の代表的な例
1.7.6 熱力学の第1法則と第2法則の関係
1.7.7 単成分系における比熱
1.7.8 流体の熱力学的取り扱い
1.8 エネルギー方程式
1.9 パッシブスカラとアクティブスカラ
1.10 浮力が支配的な流れの取り扱い（ブシネ近似）
1.11 物性値の変化とその影響

2 多成分系の保存則と支配方程式
2.1 多成分系の流体挙動の取り扱い
2.2 濃度と分率
2.3 分圧
2.4 粘性係数
2.5 熱伝導率
2.6 多成分系における比熱
2.7 拡散係数
2.8 多成分系の支配方程式
2.8.1 速度
2.8.2 連続の式
2.8.3 運動方程式
2.8.4 多成分系のエネルギー方程式
2.8.5 各化学種の保存方程式

3 化学反応の取り扱い
3.1 化学凍結過程と化学平衡過程
3.2 化学反応速度と化学平衡
3.2.1 化学反応速度
3.2.2 化学平衡
3.3 反応モデルと反応速度モデル
3.3.1 総括反応モデル
3.3.2 詳細反応モデル
3.3.3 簡略反応モデル
3.4 まとめ

4 反応性流れの解析
4.1 完全混合・反応過程
4.2 拡散・反応過程
4.2.1 例1：再結合反応
4.2.2 例2：酸化反応
4.3 1次元対流拡散・反応過程
4.3.1 反応を伴わない場合
4.3.2 反応を伴う場合：水素の酸化反応を例として
4.4 燃焼流に関する数値解析
4.4.1 対象とする問題
4.4.2 支配方程式および化学反応過程の取り扱い
4.4.3 支配方程式の簡略化
4.4.4 混合分率の導入
4.4.5 火炎面モデル
4.4.6 燃焼の数値解析についてのまとめ

5 乱流における拡散・混合・化学反応
5.1 乱流の統計的な取り扱い
5.1.1 レイノルズ方程式
5.1.2 多成分系の乱流支配方程式
5.2 平均値と変動成分
5.3 相関
5.4 乱流のスケール
5.5 乱流の渦構造
5.6 組織的構造
5.7 乱流中での輸送特性
5.8 乱流中での化学反応

6 カオス流れにおける拡散・混合・化学反応
6.1 カオスとは
6.1.1 位相空間
6.1.2 アトラクタ
6.1.3 ポアンカレプロット
6.1.4 リアプノフ指数
6.2 カオス混合
6.2.1 分子拡散と対流輸送
6.2.2 引き伸ばしと折り畳み
6.2.3 ロジスティック方程式
6.2.4 パン屋の変換
6.3 化学反応の促進
6.4 偏心二円筒間の流れと混合, 反応
6.5 反応装置設計におけるカオスの役割

7 まとめ
7.1 装置設計の基本的考え方
7.2 21世紀を迎えて

参考文献
索引
　

• 流れの物理 (現代人の物理)
• 拡散現象の物理 (現代人の物理)
• 摩擦の物理 (岩波講座 物理の世界)
• 砂時計の七不思議
• 岩波講座 物理の世界 物理と数理〈4〉散逸粒子系の力学
• 流動層の反応工学 (ケミカルエンジニアリング・シリーズ (8))
• 反応系の流体力学