到達目標
１．流体現象を理解でき，流体力学における問題を解決する能力を身につける．
２．流体力学における基礎式を理解できる．
３．図および表から問題解決に必要なデータを読み取り，問題解決に利用することができる．
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 流体現象を理解でき，流体力学における問題を解決する能力を身につける． | 流体現象を理解でき，流体力学における具体的な問題に応用して，説明することができる． | 流体現象の基本を理解でき，流体力学の基本的問題に応用して，基本的な説明ができる． | 流体現象の基本を理解でき，流体力学の基本的問題に応用して，一部を説明できる． |
| 流体力学における基礎式を理解できる． | 流体力学における基礎式を実用的な問題に応用して，解析することができる． | 流体力学における基礎式を基本的問題に応用して，解析することができる． | 流体力学における基礎式を基本的問題に応用して，一部を解析することができる． |
| 図および表から問題解決に必要なデータを読み取り，問題解決に利用することができる． | 図および表から問題解決に必要なデータを読み取り，応用的な問題解決に利用することができる． | 図および表から問題解決に必要なデータを読み取り，基本的な問題解決に利用することができる． | 図および表から問題解決に必要なデータを読み取り，基本的な問題解決に一部利用することができる． |
学科の到達目標項目との関係
教育プログラムの学習・教育到達目標 3-3
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本科（準学士課程）の学習・教育到達目標 3-c
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JABEE 2.1(1)④
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教育プログラムの科目分類 (3)④
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JABEE（2012）基準 2.1(1)④
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教育方法等
概要:
流体力学の一次元流動問題を基礎として，数学的手法を取り入れて二次元，三次元流動問題を物理的に理解することに力点をおき，講義を進める．そして，外部流れや内部流れの解析や流体機械の設計・製作に役立つ能力を養うことを目標とする．
授業の進め方・方法:
教科書を用いないで講義を行うので，板書のみでならず口頭での学習内容もしっかりとノート筆記し，整理しておくこと．また各章が終わるごとに演習を課すので，しっかりと学習内容を把握・確認することと毎回，予習や演習問題等の課題を含む復習として，210分以上の自学自習が必要である．
注意点:
数学および統計学の知識を必要とする．また，１年から３年までに学んできた機械工学の各分野や物理学の科目の知識も必要である．本科目を修得した場合，専攻科で学習する流体力学特論を理解する基礎となる．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
流体力学の基礎 |
流体運動の表記法について説明できる．
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| 2週 |
流体力学の基礎 |
連続の式について説明できる．
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| 3週 |
流体力学の基礎 |
加速度の式について説明できる．
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| 4週 |
流体力学の基礎 |
オイラーの運動方程式について説明できる．
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| 5週 |
流体力学の基礎 |
ベルヌーイの式について説明できる．
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| 6週 |
粘性流体の力学 |
変形速度と応力の関係を理解し，説明できる．
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| 7週 |
粘性流体の力学 |
粘性流体の運動方程式を理解し，説明できる．
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| 8週 |
粘性流体の力学 |
境界層と境界層方程式を理解し，説明できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
粘性流体の力学 |
境界層と境界層方程式を理解し，説明できる．
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| 10週 |
粘性流体の力学 |
レイノルズの相似則を理解し，説明できる．
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| 11週 |
乱流 |
乱れの記述と乱流の基礎式を理解し，説明できる．
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| 12週 |
乱流 |
レイノルズ応力を理解し，説明できる．
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| 13週 |
乱流 |
乱流の計測を理解し，説明できる．
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| 14週 |
乱流 |
乱流の統計学的表現を理解し，説明できる．
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| 15週 |
試験答案の返却・解説 |
各試験において間違えた部分を理解できる．（非評価項目）．
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱い方を理解し、適用できる。 | 4 | 前1 |
| 流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を理解し、適用できる。 | 4 | |
| ニュートンの粘性法則、ニュートン流体、非ニュートン流体を説明できる。 | 4 | |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | |
| パスカルの原理を説明できる。 | 4 | |
| 液柱計やマノメーターを用いた圧力計測について問題を解くことができる。 | 4 | |
| 平面や曲面に作用する全圧力および圧力中心を計算できる。 | 4 | |
| 物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | |
| 連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | |
| 運動量の法則を理解し、流体が物体に及ぼす力を計算できる。 | 4 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 4 | |
| ダルシー・ワイスバッハの式を用いて管摩擦損失を計算できる。 | 4 | |
| ムーディー線図を用いて管摩擦係数を求めることができる。 | 4 | |
| 境界層、はく離、後流など、流れの中に置かれた物体の周りで生じる現象を説明できる。 | 4 | |
| 抗力について理解し、抗力係数を用いて抗力を計算できる。 | 4 | 後8 |
| 揚力について理解し、揚力係数を用いて揚力を計算できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 |