○機械工学設計総合演習（Comprehensive Design Exercises of Mechanical Engineering）[3H01]

＜授業のねらい＞

これまで学んできた専門科目や設計製図科目に基礎をおいてエネルギー変換機器の設計・システムの計画を体得する。工学基礎知識を学びながら、合理的な設計の手順を総合的に演習する。

（JABEE学習・教育到達目標）
　「機械工学エネルギ-・デザインプログラム」：　(E)◎
（JABEEキーワード）
　「機械工学エネルギ-・デザインプログラム」：熱力学第Ｉ法則、連続の式、ベルヌーイの式、熱交換器、熱機関、トライボロジー、設計法、 ディーゼルエンジン、２相サイクル、流体機械

＜受講にあたっての前提条件＞

これまで学んできた全専門科目および全設計製図科目の知識を総合的に使います。特に、流れ学I及演習、工業熱力学I及演習は、履修しておくこと。

＜具体的な到達目標＞

エネルギー変換機器の設計・システムの計画を体得し、合理的な設計の手順を総合的に修得できる能力の獲得を目指す。

＜授業計画及び準備学習＞

授業は4テーマについて，それぞれの担当者の研究や実務の経験を背景にした内容について,それぞれ３回の演習を行う。予習および復習に関しては、各テーマの第１週目に指示する。なお、４月当初実施の３年生ガイダンスの中で、本科目の全体ガイダンス【第１回目】を行う。

【第２回目から第１３回目まで】

１． ピストンリングの<設計>（担当：長岐）
　　１.1 ピストンリングの実物に触れ，形状を調べ，寸法を測定し，往復動内燃機関における
リングの作用を学ぶ
　　1.2 ピストンリングが発生する油膜の厚みを予測する流体潤滑理論，リング通路もれ流れの計算法やリング張力やその強度の計算法を学び，討論する。
　　１.3 討論を通じて得た技術情報を整理するとともに最近のピストンリングの技術動向を調べ，各自に与えられた内燃機関の仕様に適合したリングを設計し発表する。

２. 風力発電設備の設計（担当：伊藤）
　　２.１ 巣箱の設計
　　２.２　風車の種類と特徴，風車の性能，翼に働く速度三角形・プロペラ理論と運動量理論
　　２.３ 風力発電設備の<設計>
　　与えられた緒元に基づく巣箱をフリーハンドで書くことで設計製図を復習し、風力発電設備の設計を通じて、エンジニアリングの周辺知識とセンスを身に着ける。

３． 動力エネルギーシステムの基礎設計（担当：大竹）
　　3.1-1 エネルギー事情と電力供給の概説。蒸気の一般的性質、蒸気動力プラントの特徴の概説。
3.1-2 蒸気動力プラントの熱サイクル（ランキンサイクル）、再熱サイクル、再生サイクルの概説。その熱効率の計算。
　　3.2-1伝熱（三機構：熱伝導、対流伝熱概説、放射伝熱）概説。熱交換器概説。
　　3.2-2沸騰伝熱および凝縮伝熱概説。熱交換器（ボイラー）の設計計算。
　　3.3-1二相流動概説。熱交換器（凝縮器）の設計計算。
　　3.3-2動力エネルギーシステムの改善化に向けた討論。

４．ディーゼルエンジンの燃焼室と噴射系の設計（担当：南）
　トラックの基礎知識、車両性能とエンジン性能、ディーゼルエンジンの燃焼・排出ガスに関わる構造諸元・理論を概説しながら下記の演習を行う。教室では実際のピストン、噴射系などの部品を展示し、また市販されているトラックのカタログを配布して授業を進める。
　4.1 大型トラックのカタログ諸元により動力性能を計算し、車両走行性能線図を理解する。
　4.2 エンジン性能線図から燃費マップを作成し、エンジン性能に関する理解を深める。
　4.3 トラック用大型ディーゼルエンジンの燃焼室と噴射系を設計する。

【第１４回目】は、授業を振り返ります。

＜成績評価方法＞

各担当者の課題の演習レポートと演習の発表・発言内容を総合（各担当者の成績の平均点）して行う。各担当者の成績の詳細に関しては、各テーマの第１回目に伝える。

＜教科書＞

特に指定はしない。（指定教科書なし。）

＜参考書＞

そのつど担当者が指示する
長岐：エンジンン技術教育研究会「初めて学ぶエンジン技術と機械工学」(コロナ社)にこの授業が紹介されている
大竹：工業熱力学IIと伝熱工学の教科書

＜オフィスアワー＞

伊藤：この授業後（17:20後）研究室（1715室）およびメールで対応
南：授業後（17:20後）講師室およびメールで対応します
長岐：授業後（17:20後）講師室およびメールで対応
大竹：４時限目の講義終了後（17:20から、おおむね18時頃まで）、研究室（新宿校舎A-B115）にて。（同時に、工業熱力学IIのオフィスアワーも行います）

＜学生へのメッセージ＞

・積極的に発言し活気ある授業にしましょう。
・工学人としての基礎的な思考力を養う重要な科目です．主体的な取り組みを期待します．
・演習を軸に授業を進めます。具体的な体験でより理解が深まります。
・より良い製品を市場に供給するためにメーカで行われる「設計」の一端に触れて下さい。
・頭と手を積極的に動かして、デザイン能力を身につけて下さい。