Hydrodynamics 1

Course Information

College	Anan College	Year	2023
Course Title	Hydrodynamics 1
Course Code	1214D01	Course Category	Specialized / Compulsory
Class Format	Lecture	Credits	Academic Credit: 2
Department	Course of Mechanical Engineering	Student Grade	4th
Term	First Semester	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	水力学基礎と演習（パワー社）/例題と演習・水力学（パワー社）
Instructor	Okita Yuji

Course Objectives

１．流体の性質について説明でき、粘性法則を用いた計算ができる。
２．圧力の概念を理解し、マノマータを使った圧力測定の計算ができる。
３．平面板に作用する力や浮力など、流体の静力学に関する計算ができる。
４．ベルヌーイの定理を理解し、それを流れに適用した問題を解くことができる。
５．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。

Rubric

	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
到達目標1	ニュートンの粘性法則を用いた計算、および圧力、浮力に関する複合的な問題を解くことができる。	ニュートンの粘性法則を用いた計算、および圧力、浮力大きさを計算で求めることができる。	ニュートンの粘性法則、および圧力、浮力について基礎的な問題を解くことができる。
到達目標2	圧力の概念を説明でき、マノマータを使った圧力測定の応用問題を解くことができる。	圧力の概念を説明でき、マノマータを使った圧力測定の基礎問題を解くことができる。	マノマータを使った圧力測定の基礎問題を解くことができる。
到達目標3	平面板に作用する力や浮力について説明でき、流体の静力学の応用問題を解くことができる。	平面板に作用する力や浮力について説明でき、流体の静力学の基礎問題を解くことができる。	流体の静力学の基礎問題を解くことができる。
到達目標4	ベルヌーイの定理を説明でき、設計等に応用させた複合的な問題を解くことができる。	ベルヌーイの定理を説明でき、流れの速度や圧力を計算で求めることができる。	ベルヌーイの法則を使って流れの速度や圧力を計算で求めることができる。
到達目標5	運動量定理について説明でき、設計等で必要となる力の大きさを計算で求めることができる。	運動量定理について説明でき、流れによって作られる力を求めることができる。	運動量定理を使って流れによって作られる力を求めることができる。

Assigned Department Objectives

学習・教育到達度目標 B-3 （自然科学に関する知識を用いて問題解決に取り組める。）

学習・教育到達度目標 D-1 （設計・システム系，情報・論理系，材料・バイオ系，力学系を含む工学の基礎となる学問分野について，自主的かつ継続的に学習できる。）

Teaching Method

Outline:

気体と液体を総称して流体という。水力学は流体の流れの基礎的な部分を取り扱った学問で、流体が静止した場合及び運動した場合の両方についての力学を対象としている。工学において流体が関係している分野は多く、我々の身近に存在する流れだけでなく、幅広い機械製品に流体の流れは関与している。本講義では流体の流れの基礎知識を身に付け、設計等に寄与する計算能力を習得し、問題を解くことができる能力を修得することを目標とする。

Style:

講義が中心であるが、適宜演習問題を解いて実力を養う。各自、関数電卓を持参してください。
【授業時間31時間＋自学自習時間60時間】

Notice:

本講義を受講するにあたって重要な基礎知識は、ニュートンの運動法則、質量保存則、エネルギー保存則などである。効率の良い流体機械や流体機器を設計するには、流れの性質をよく知ること、自然現象から学ぶという姿勢が大切である。毎回の授業で自学自習レポート（予習および復習）の提出が必要です。予習および復習（演習問題）を行うことで、理解を深め、様々な流体工学の問題を解く能力を養ってください。レポートの提出が遅れた場合，減点となるので注意して下さい。
参考書：流体力学　シンプルにすれば「流れ」がわかる（実教出版）　平惣書店

Characteristics of Class / Division in Learning

Active Learning

Aided by ICT

Course Plan

			Theme	Goals
1st Semester
	1st Quarter
		1st	流体の性質	流体の性質および単位についてを理解し、説明できる。
		2nd	流体の性質	ニュートンの粘性法則を理解し、計算問題を解くことができる。
		3rd	流体静力学	圧力について理解し、パスカルの原理について説明できる。
		4th	流体静力学	絶対圧力とゲージ圧について理解し、マノメータの原理とそれに基づく
		5th	流体静力学	平面板に作用する力について、計算問題を解くことができる。
		6th	流体静力学	浮力について理解し、計算で浮力の大きさを求めることができる。
		7th	流体静力学	相対的静止の状態にある液体について、計算問題を解くことができる。
		8th	中間試験
	2nd Quarter
		9th	連続の式	質量保存の法則と連続の式について理解し、計算問題を解くことができる。
		10th	ベルヌーイの定理	オイラーの運動方程式からベルヌーイの定理を誘導できる。
		11th	ベルヌーイの定理	ベルヌーイの定理を理解し、その基礎問題を解くことができる。
		12th	ベルヌーイの定理	ベルヌーイの定理を適用し、応用問題を解くことができる。
		13th	運動量の法則	運動量の法則について理解し、一方向に作用する力を計算できる。
		14th	運動量の法則	運動量の法則を用いて、二方向に作用する力を求めることができる。
		15th	運動量の法則	ベルヌーイの定理と運動量の法則を用いた複合的な問題を解くことができる。
		16th	答案返却

Evaluation Method and Weight (%)

	定期試験	小テスト	ポートフォリオ	発表・取り組み姿勢	その他	Total
Subtotal	70	0	30	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	0	30	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0