流体力学

科目基礎情報

学校 苫小牧工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 流体力学
科目番号 AE3600 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 環境システム工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 前期:2
教科書/教材 笠原英司 監修 清水正之・前田昌信 共著 「図解 流体力学の学び方」オーム社
担当教員 見藤 歩

到達目標

(1) 運動方程式,連続の式の工学的・数学的理解とその応用ができる.
(2) ベルヌーイの式を理解しその応用ができる.
(3) レイノルズ数について理解できる.
(4) 流れ関数,複素ポテンシャルについて理解できる. 

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未到達レベルの目安
評価項目1運動方程式,連続の式の工学的・数学的理解とその応用ができる.運動方程式,連続の式を用いて基礎的な計算ができる.運動方程式,連続の式を用いて基礎的な計算ができない.
評価項目2ベルヌーイの式を物理的に理解しその応用ができる.ベルヌーイの式を問題に適用し解くことができる.ベルヌーイの式を問題に適用し解くことができない.
評価項目3(4) 流れ関数,複素ポテンシャルについて理解し,流れの解析や揚力の説明ができる.流れ関数,複素ポテンシャルを用いて簡単な流れを解析できる.流れ関数,複素ポテンシャルを用いて簡単な流れを解析できない.

学科の到達目標項目との関係

JABEE基準1 学習・教育到達目標 (d)(1) 専門工学(工学(融合複合・新領域)における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする)の知識と能力
JABEE基準1 学習・教育到達目標 (e) 種々の科学,技術および情報を利用して社会の要求を解決するためのデザイン能力
学習目標 Ⅱ 創造性
専攻科の点検項目 D-4 数学,自然科学,情報技術および工学の基礎知識を応用し,設計・システム系,情報・論理系,材料・バイオ系,力学系,社会技術系の工学的問題を解決できる
専攻科の点検項目 E-2 工学知識,技術の修得を通して,自主的・継続的に学習することができる
専攻科の点検項目 F-1 ものづくりや環境に関係する工学分野のうち,選択した領域の専門分野の知識を持ち,基本的な問題を解くことができる

教育方法等

概要:
理想流体の運動を基礎方程式を用いて理解し、説明できる。
ポテンシャル流を理解し、解析できる。
流れの中に置かれた物体に作用する力を理解し、説明できる。
授業の進め方・方法:
本講義では完全流体力学理論と粘性の影響を物理的に把握するとともに数学を用いて理論的に行う.
講義形式は講義および英語文献等の輪読である.
注意点:
授業中に出される演習課題に自学自習により取り組むこと.演習問題は添削後,目標が達成されていることを確認し,返却します.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 0.ガイダンス
1. 数学基礎の確認
本講義の意義と授業の進め方を理解する.
ベクトル演算の基本を確認する.
2週 2.ラグランジュの方法による基礎方程式の導出 ラグランジュの運動方程式,連続の式を理解する.
3週 2.ラグランジュの方法による基礎方程式の導出2 ラグランジュの運動方程式,連続の式を理解する.
4週 3. オイラーの方法による基礎方程式の導出 オイラーの運動方程式, 連続の式を理解する.
5週 3. オイラーの方法による基礎方程式の導出2
4. 流線、渦度の数学的理解
オイラーの運動方程式, 連続の式を理解する.
流線,渦度の概念を理解する.
6週 5. ベルヌーイの式 ベルヌーイの式が理解でき,現象に対する適用ができる.
7週 6.非圧縮性2次元流れ解析の基礎 流れ関数,複素ポテンシャルを理解し二次元の流れが解析できることを理解する
8週 6.非圧縮性2次元流れ解析の基礎2 流れ関数,複素ポテンシャルを理解し二次元の流れが解析できることを理解する
2ndQ
9週 6.非圧縮性2次元流れ解析の基礎3 流れ関数,複素ポテンシャルを理解し二次元の流れが解析できることを理解する
10週 7.翼理論 完全流体理論より揚力が導かれることを理解し,翼の性質を理解する.
11週 7.翼理論2 完全流体理論より揚力が導かれることを理解し,翼の性質を理解する.
12週 抗力 抗力について発生原因を理解し,式を説明できる.
13週 抗力 抗力について発生原因を理解し,式を説明できる.
14週 ナビエストークス方程式 粘性流体を支配するナビエストークス方程式を導出し,その意味を理解する.
15週 境界層 境界層について説明できる.
16週 定期試験

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80000020100
基礎的能力0000000
専門的能力80000020100
分野横断的能力0000000