到達目標
（科目コード：11197 英語名：Fluid Dynamics ⅠB）
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、成績評価上の重み付け、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標，評価の重み。学習・教育目標との関連の順で次に示す。
①流体の運動を支配する方程式や定理を理解する。25%(d1)
②流体のエネルギー変化を理解する。25%(d1)
③物体周りの流れと物体に作用する流体力について理解する。10%(d1)
④流体力学の問題解法を習得する。40%(d1)(e2)
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 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 流体の運動を支配する方程式や定理を詳細に理解する。 | 流体の運動を支配する方程式や定理を理解する。 | 流体の運動を支配する方程式や定理を概ね理解する。 | 左記に到達していない。 |
| 評価項目2 | 流体のエネルギー変化を詳細に理解する。 | 流体のエネルギー変化を理解する。 | 流体のエネルギー変化を概ね理解する。 | 左記に到達していない。 |
| 評価項目3 | 物体周りの流れと物体に作用する流体力について詳細に習得する。 | 物体周りの流れと物体に作用する流体力について習得する。 | 物体周りの流れと物体に作用する流体力について概ね習得する。 | 左記に到達していない。 |
| 評価項目4 | 流体力学の問題解法を詳細に習得する。 | 流体力学の問題解法を習得する。 | 流体力学の問題解法を概ね習得する。 | 左記に到達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
流れに物体を置いたとき、流体は物体に力を及ぼす。この力やトルクを求める方法を解説する。また流体を輸送する際に生じるエネルギー損失について学び、流れの状態によってどのように変化するかを解説し、さらにその損失量の計算方法を学ぶ。
〇関連する科目： 流体力学ⅠA（前期履修），流体力学Ⅱ（次年度履修）
授業の進め方・方法:
この科目は学習単位科目のため事前・事後学習としてレポート課題を毎週実施する。その週の授業内容に関連した問題課題を課し、翌週解説を行い、自己採点してもらう。必要に応じてプリントを配布する。プロジェクターを利用した講義を行なう。必ず予習をしてくること。
注意点:
一般力学の知識が必要不可欠である。また「物理」、「熱力学」の内容が必要となる場面もあるので、これらの復習・基礎学習もおろそかにしないこと。前期履修「流体力学ⅠA」の内容が理解できていないと、本科目の理解と問題解法が困難となるため、よく復習しておくこと。
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 |
ガイダンス
運動量の法則 |
流体の運動量の法則を理解する。
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| 2週 |
運動量の法則の応用 |
運動量の法則の応用を理解し、問題の解法を学習する。
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| 3週 |
流体機械への応用 |
流体の角運動量の法則を理解し、流体機械への応用を学習する。
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| 4週 |
管内の流れ (1)層流と乱流 |
層流と乱流の違いを理解し、境界層の概念を学ぶ。
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| 5週 |
(2)層流の円管内流れ |
層流における管内速度分布を求める。
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| 6週 |
(3)乱流の円管内流れ |
乱流における管内速度分布を求める。
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| 7週 |
(4)摩擦による損失 |
摩擦による圧力損失を理解する。
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| 8週 |
中間試験 |
試験時間：50分
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| 4thQ |
| 9週 |
管路系の圧力損失 (1)ベルヌーイの定理の拡張 |
ベルヌーイの定理を拡張し、損失の概念を学ぶ。
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| 10週 |
(2)急拡大管 |
急拡大管における損失を学ぶ。
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| 11週 |
(3)急縮小・広がり管 |
急縮小管・広がり管における損失を求める。
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| 12週 |
(4)曲がり管・その他の管路要素 |
曲がり管・その他の管路要素の損失を学び、管路系の諸損失について理解する。
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| 13週 |
次元解析と相似則 |
次元解析と流れの相似則を学ぶ。
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| 14週 |
物体周りの流れ |
境界層とその挙動について学ぶ。
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| 15週 |
物体に作用する流体力 |
流体中の物体に作用する流体力について理解する。
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| 16週 |
期末試験
17週：試験解説と発展授業 |
試験時間：50分
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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 | 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 | 後1,後2,後3,後8 |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 後4,後5,後6,後8 |
| 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 | 後8 |
| 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7,後8,後15 |
| 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7,後8,後15 |
| 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14,後16 |
| 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15,後16 |
| 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15,後16 |
評価割合
| 試験(中間) | 試験(期末) | レポート | | | | 合計 |
| 総合評価割合 | 35 | 35 | 30 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 15 | 15 | 15 | 0 | 0 | 0 | 45 |
| 専門的能力 | 20 | 20 | 15 | 0 | 0 | 0 | 55 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |