Fluid Dynamics

Course Information

College	Anan College	Year	2023
Course Title	Fluid Dynamics
Course Code	1295401	Course Category	Specialized / Elective
Class Format	Lecture	Credits	Academic Credit: 2
Department	Course of Mechanical Engineering	Student Grade	5th
Term	First Semester	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	ＳＩ版　流体力学　基礎と演習（パワー社）
Instructor	Okita Yuji

Course Objectives

１．連続の式について説明でき、連続の条件が成り立つための計算をすることができる。
２．渦なしの条件について説明でき、流れ場の渦度を求めることができる。
３．完全流体に関する運動方程式について説明できる。
４．速度ポテンシャル、流れ関数を使って基礎的な流れを表すことができる。
５．複素ポテンシャルによる問題解法ができる。

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	連続の式について説明でき、連続の条件が成り立つための応用問題を解くことができる。	連続の式について説明でき、連続の条件が成り立つための基礎的計算をすることができる。	連続の条件が成り立つための基礎的計算をすることができる。
到達目標2	渦なしの条件について説明でき、複雑な流れ場の渦度を求めることができる。	渦なしの条件について説明でき、基本的な流れ場の渦度を求めることができる。	渦なしの条件について基本的な流れ場の渦度を求めることができる。
到達目標3	完全流体に関する運動方程式について説明でき、式を導出することができる。	完全流体に関する運動方程式について説明できる。	完全流体に関する運動方程式について基礎的な問題を解くことができる。
到達目標4	速度ポテンシャル、流れ関数を使って基礎的な流れを表し、複合的な流れに適用できる。	速度ポテンシャル、流れ関数を使って基礎的な流れを表し、基礎的な問題を解くことがきる。	速度ポテンシャル、流れ関数を使って基礎的な問題を解くことができる。
到達目標5	複素ポテンシャルによる問題解法ができ、円柱等に作用する抗力、揚力を求めることができる。	複素ポテンシャルによる問題解法ができ，円柱等に作用する力、力について説明できる。	複素ポテンシャルによる基礎的な問題解法ができる。

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:

本講義は、流体の運動を理論的に取り扱う部分を主な内容とする。流体は、固体と違って、自由に変形することを大きな特徴としている。流体の運動を詳細に取り扱う場合は、その流体の変形を詳しく記述することが重要であり、流体運動を理論的に表すための基礎となる。また、完全流体を用いることで流れを単純化し、理論的表記をしやすくなり流れの本質を表現することができる。本講義では、「流体運動の基礎方程式」、「二次元ポテンシャル流れ」の基礎を理解することを目標とする。

Style:

適宜、簡単な演習を行いながら授業を行う。
【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必要な基礎知識は、「水力学1」ならびに「水力学2」で学習した内容と、数学の知識（偏微分方程式など）である。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：高校数学でわかる流体力学（講談社）　平惣書店

Course Plan

			Theme	Goals
1st Semester
	1st Quarter
		1st	１．流体力学の基礎方程式	流体運動を表す物理量について説明できる。
		2nd	１．流体力学の基礎方程式	流線の方程式を説明できる。
		3rd	１．流体力学の基礎方程式	検査体積の概念と連続の式について説明できる。
		4th	１．流体力学の基礎方程式	渦無し条件を理解し、説明できる。
		5th	２．二次元ポテンシャル流れ	速度ポテンシャルについて説明できる。
		6th	２．二次元ポテンシャル流れ	流れ関数と流量の関係について説明できる。
		7th	２．二次元ポテンシャル流れ	循環と渦度について説明できる。
		8th	中間試験
	2nd Quarter
		9th	２．二次元ポテンシャル流れ	一様流れなどについて速度ポテンシャル、流れ関数を求めることができる。
		10th	２．二次元ポテンシャル流れ	２重吹出し、円柱まわりの流れの速度ポテンシャル、流れ関数を求めることができる。
		11th	３．複素ポテンシャルによる解法	複素数と複素関数について理解し、説明できる。
		12th	３．複素ポテンシャルによる解法	正則関数について説明できる。
		13th	３．複素ポテンシャルによる解法	複素ポテンシャルについて説明できる。
		14th	３．複素ポテンシャルによる解法	一様流れなどについて、複素ポテンシャルをを用いた解法ができる。
		15th	３．複素ポテンシャルによる解法	２重吹出し、円柱まわりの流れについて、複素ポテンシャルを用いた解法ができる。
		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