1. ＳＩ単位，粘性，圧縮性など，流体の性質と圧力，せん断応力，液柱計，液体の力，浮力について理解できる。
2. 連続の式，ベルヌーイの定理，運動量の法則を用いて流体の運動学について応用できる。
3. 管内流の速度分布，流体摩擦・諸損失について理解し，配管設計に応用できる。
4. 円柱，球，翼などに作用する力を計算でき，設計に応用できる。
概要:
流体の性質，圧力，液柱計，液体の力，浮力について理解し， 連続の式，ベルヌーイの定理，運動量の法則の計算，摩擦を考慮した管路設計，流れの中に置かれた物体に作用する力を計算できる。
この科目は企業で流体機械の設計を担当していた教員が，その経験を活かし，
流体機械の種類，特性，設計手法について講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
教科書を中心に講義し，いろいろな法則について，原理から誘導する。その物理的意味を理解するために演習問題を課す。
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバスを用いたガイダンスの後，１．流体工学とは（1）ＳＩ単位系，（2）密度，（3）粘性，（4）圧縮性 |
・流体の定義，力学的な取り扱い方を説明できる。
・ＳＩ単位について理解でき，それに基づいて密度，粘性・非粘性流体，圧縮性・非圧縮性流体とそれを表わす物理量の定義と単位を説明でき，その計算ができる。
・ニュートンの粘性法則，ニューートン流体，非ニュートン流体を説明できる。
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| 2週 |
１．流体工学とは（1）ＳＩ単位系，（2）密度，（3）粘性，（4）圧縮性 |
・流体の定義，力学的な取り扱い方を説明できる。
・ＳＩ単位について理解でき，それに基づいて密度，粘性・非粘性流体，圧縮性・非圧縮性流体とそれを表わす物理量の定義と単位を説明でき，その計算ができる。
・ニュートンの粘性法則，ニューートン流体，非ニュートン流体を説明できる。
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| 3週 |
１．流体工学とは（1）ＳＩ単位系，（2）密度，（3）粘性，（4）圧縮性 |
・流体の定義，力学的な取り扱い方を説明できる。
・ＳＩ単位について理解でき，それに基づいて密度，粘性・非粘性流体，圧縮性・非圧縮性流体とそれを表わす物理量の定義と単位を説明でき，その計算ができる。
・ニュートンの粘性法則，ニューートン流体，非ニュートン流体を説明できる。
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| 4週 |
２．流体の静水力（1）圧力 |
・液体の圧力（ゲージ，絶対），パスカルの原理の計算ができる。
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| 5週 |
２．流体の静水力（2）重力の作用下における静止した流体 |
・液柱計・マノメータの計算ができる。
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| 6週 |
２．流体の静水力（3）固体壁面に作用する圧力による力 |
・壁面に及ぼす液体の全圧力・圧力中心の計算ができる。
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| 7週 |
２．流体の静水力（4）浮力 |
・物体に作用する浮力の計算ができる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
流体工学の基礎と流体の静水力に関する出題
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| 2ndQ |
| 9週 |
３．流体運動の基礎（1）流線と流管 |
・定常流・非定常流の違い，流線・流管の定義，質量保存則・連続の式を説明でき，流速・流量を計算できる。
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| 10週 |
３．流体運動の基礎（2）連続の式 |
・流体の速度，流線に基づいて連続の式を説明でき，応用計算ができる。
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| 11週 |
３．流体運動の基礎（2）連続の式
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・流体の速度，流線に基づいて連続の式を説明でき，応用計算ができる。
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| 12週 |
３．流体運動の基礎（3）ベルヌーイの定理 |
・エネルギー保存則・ベルヌーイの定理を説明できる。
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| 13週 |
３．流体運動の基礎（3）ベルヌーイの定理 |
・ピトー管，ベンチュリ管，オリフィスによる流速・流量の測定原理を説明でき、その計算ができる。
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| 14週 |
３．流体運動の基礎（4）運動量の法則 |
・運動量の法則を説明でき，流体が物体に及ぼす力を計算できる。
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| 15週 |
３．流体運動の基礎（4）運動量の法則 |
・運動量の法則を説明でき，流体が物体に及ぼす力を計算できる。
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| 16週 |
前期末試験 |
流体運動の基礎に関する出題
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
４．管路内流れ
（1）粘性流体の運動とレイノルズ数
（2）円管流の速度分布（層流、乱流）
（3）円管流の圧力損失
（4）非円形断面管の圧力損失
（5）管路系 |
・層流・乱流とレイノルズ数の関係が説明でき，レイノルズ数・臨界レイノルズ数を計算できる。
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| 2週 |
４．管路内流れ（1）粘性流体の運動とレイノルズ数 |
・層流・乱流とレイノルズ数の関係が説明でき，レイノルズ数・臨界レイノルズ数を計算できる。
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| 3週 |
４．管路内流れ（2）円管流の速度分布（層流、乱流） |
・円管内層流・乱流の速度分布，ハーゲン・ポアズイユの法則を説明でき，ムーディ線図から管摩擦係数を読み，ダルシー・ワイスバッハの式から管摩擦損失を計算できる。
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| 4週 |
４．管路内流れ（2）円管流の速度分布（層流、乱流） |
・円管内層流・乱流の速度分布，ハーゲン・ポアズイユの法則を説明でき，ムーディ線図から管摩擦係数を読み，ダルシー・ワイスバッハの式から管摩擦損失を計算できる。
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| 5週 |
４．管路内流れ（3）円管流の圧力損失 |
・円管内層流・乱流の速度分布，ハーゲン・ポアズイユの法則を説明でき，ムーディ線図から管摩擦係数を読み，ダルシー・ワイスバッハの式から管摩擦損失を計算できる。
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| 6週 |
４．管路内流れ（4）非円形断面管の圧力損失 |
・管路における諸損失を計算できる。
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| 7週 |
４．管路内流れ（5）管路系 |
・管路における諸損失を計算できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
管路内流れに関する出題
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| 4thQ |
| 9週 |
５．外部流れ（1）外部流れと境界層 |
流れの中にある物体の抗力・揚力を説明でき，抗力係数・揚力係数から抗力・揚力を計算できる。
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| 10週 |
５．外部流れ（1）外部流れと境界層 |
流れの中にある物体の抗力・揚力を説明でき，抗力係数・揚力係数から抗力・揚力を計算できる。
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| 11週 |
５．外部流れ（1）外部流れと境界層 |
流れの中にある物体の抗力・揚力を説明でき，抗力係数・揚力係数から抗力・揚力を計算できる。
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| 12週 |
５．外部流れ（1）外部流れと境界層
（2）物体に働く力 |
流れの中にある物体の抗力・揚力を説明でき，抗力係数・揚力係数から抗力・揚力を計算できる。
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| 13週 |
５．外部流れ（2）物体に働く力 |
流れの中にある物体の抗力・揚力を説明でき，抗力係数・揚力係数から抗力・揚力を計算できる。
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| 14週 |
５．外部流れ（2）物体に働く力 |
流れの中にある物体の抗力・揚力を説明でき，抗力係数・揚力係数から抗力・揚力を計算できる。
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| 15週 |
５．外部流れ（2）物体に働く力 |
流れの中にある物体の抗力・揚力を説明でき，抗力係数・揚力係数から抗力・揚力を計算できる。
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| 16週 |
後期末試験 |
外部流れに関する出題
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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 | 前1,前8 |
| 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 | 前2,前8 |
| 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 | 前3,前8 |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | 前4,前8 |
| パスカルの原理を説明できる。 | 4 | 前4,前8 |
| 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 | 前5,前8 |
| 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 | 前6,前8 |
| 物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | 前7,前8 |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 3 | 前9,前16 |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 前9,前16 |
| 連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | 前10,前11,前13,前16 |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 2 | 前12,前16 |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | 前12,前16 |
| 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 | 前14,前15,前16 |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 3 | 後1,後8,後16 |
| 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。 | 3 | 後2,後3,後8,後16 |
| 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4,後5,後8,後16 |
| 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6,後7,後8,後16 |
| 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。 | 2 | 後9,後10,後11,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。 | 3 | 後12,後13,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。 | 3 | 後14,後15,後16 |