概要:
水や空気などの流体の性質およびこれらの流動諸現象について,いわゆる「流れ学」に関して講義する.そして現象の物理的理解ができる能力を身につけさせ,各種流体機器の設計・製作に役立つ能力を養う.
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,60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工学特論を理解する基礎となる.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
管路内の流れとエネルギー損失 |
円管内の速度分布,各種管路要素におけるエネルギー損失,急拡大および急縮小流れ,レイノルズの相似則を理解し,説明できる.
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2週 |
管路内の流れとエネルギー損失 |
円管内の速度分布,各種管路要素におけるエネルギー損失,急拡大および急縮小流れ,レイノルズの相似則を理解し,説明できる.
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3週 |
管路内の流れとエネルギー損失 |
円管内の速度分布,各種管路要素におけるエネルギー損失,急拡大および急縮小流れ,レイノルズの相似則を理解し,説明できる.
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4週 |
管路内の流れとエネルギー損失 |
円管内の速度分布,各種管路要素におけるエネルギー損失,急拡大および急縮小流れ,レイノルズの相似則を理解し,説明できる.
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5週 |
管路内の流れとエネルギー損失 |
円管内の速度分布,各種管路要素におけるエネルギー損失,急拡大および急縮小流れ,レイノルズの相似則を理解し,説明できる.
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6週 |
物体まわりの流れ |
平板に沿う境界層,流体抵抗と流線形を理解し,説明できる.
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7週 |
物体まわりの流れ |
平板に沿う境界層,流体抵抗と流線形を理解し,説明できる.
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8週 |
物体まわりの流れ |
平板に沿う境界層,流体抵抗と流線形を理解し,説明できる.
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4thQ |
9週 |
物体まわりの流れ |
円柱まわりの流れとカルマン渦列,翼の揚力と抗力を理解し,説明できる.
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10週 |
物体まわりの流れ |
円柱まわりの流れとカルマン渦列,翼の揚力と抗力を理解し,説明できる.
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11週 |
物体まわりの流れ |
円柱まわりの流れとカルマン渦列,翼の揚力と抗力を理解し,説明できる.
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12週 |
流体計測法 |
圧力計測法,速度計測法,流量計測法,流れの可視化法と流線・流跡線・流脈線を理解し,説明できる.
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13週 |
流体計測法 |
圧力計測法,速度計測法,流量計測法,流れの可視化法と流線・流跡線・流脈線を理解し,説明できる.
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14週 |
流体計測法 |
圧力計測法,速度計測法,流量計測法,流れの可視化法と流線・流跡線・流脈線を理解し,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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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 | |
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 | 後1,後2,後3,後4,後5 |
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 | 後1,後2,後3,後4,後5 |
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 | 後6,後7,後8,後9,後10,後11 |
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6,後7,後8,後9,後10,後11 |
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 | 後6,後7,後8,後9,後10,後11 |