1. 流体の性質について説明でき，流体の物性値を使い分けた計算ができる。
2. ポテンシャル流れの重ね合わせについて説明でき，その諸量を計算ができる。
3. 流れにおける流体の粘性の影響について説明でき，その諸量を計算ができる。
概要:
流体力学Ⅰ，Ⅱで学習した流れの知識を踏まえ，粘性流れで扱われるレイノルズ数を学び，円柱まわりや円管内の粘性流れを取り上げ，流体の粘性が流れに及ぼす影響を学習する。次に，粘性と圧縮性を考慮した流れの運動方程式であるナビエ・ストークス方程式の各項の詳細について学び，扱う流れに応じてナビエ・ストークス方程式を変形し，数学的に解くことを学習する。
授業の進め方・方法:
流体力学Ⅰ，Ⅱで習得した流体力学の知識を元に，外部流れおよび内部流れにおける流体の粘性の影響の解説と，粘性流れに関する基礎式の導出について講義を行う。また，適宜，例題と類似の演習問題を解かせ，必要に応じてレポート提出を課す。
注意点:
・教育プログラムの学習・教育到達目標は，D-1，D-2とする。
・総時間数45時間（自学自習15時間）
・自学自習時間（15時間）は，日常の授業（30時間）に対する予習復習，レポート課題の回答作成時間，試験のための学習時間を総合したものとする。
・評価については，合計点数が60点以上で単位修得となる。その場合，各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること，教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる。
・予習復習の成果を確認するために，学習ノートの提出を求めることがある。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
１．ポテンシャル流れの重ね合わせ① |
・簡単なポテンシャル流れの重ね合わせにより，複雑なポテンシャル流れを扱うことができる｡
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| 2週 |
１．ポテンシャル流れの重ね合わせ② |
・簡単なポテンシャル流れの重ね合わせにより，複雑なポテンシャル流れを扱うことができる｡
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| 3週 |
１．ポテンシャル流れの重ね合わせ③
２．粘性流体流れの基礎
(1)粘性流れに作用する力とその条件 |
・簡単なポテンシャル流れの重ね合わせにより，複雑なポテンシャル流れを扱うことができる｡
・粘性流れに作用する力とその条件に
ついて説明することができる。
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| 4週 |
(2)レイノルズ数と流れとの関係 |
・レイノルズ数と流れとの関係について説明することができる。
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| 5週 |
(3)円柱まわりの粘性流れ① |
・円柱まわりの粘性流れの性質について説明し，各種諸量を求めることができる。
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| 6週 |
(3)円柱まわりの粘性流れ② |
・円柱まわりの粘性流れの性質について説明し，各種諸量を求めることができる。
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| 7週 |
(3)円柱まわりの粘性流れ③
(4)円管内の粘性流れ①
次週，中間試験を実施する |
・円柱まわりの粘性流れの性質について説明し，各種諸量を求めることができる。
・円管内の粘性流れの性質について説明し，各種諸量を求めることができる。
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| 8週 |
中間試験 |
・学んだ知識の確認ができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却および解説
(4)円管内の粘性流れ② |
・学んだ知識の再確認および修正ができる。
・円管内の粘性流れの性質について説明し，各種諸量を求めることができる。
・円管内の粘性流れの性質について説明し，各種諸量を求めることができる。
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| 10週 |
(4)円管内の粘性流れ③ |
・円管内の粘性流れの性質について説明し，各種諸量を求めることができる。
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| 11週 |
３．粘性流れの基礎方程式
(1)連続の式 |
・圧縮性流れおよび非圧縮性流れの連続の式を導くことができる。
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| 12週 |
(2)ナビエ･ストークス方程式① |
・流体粒子に作用する粘性力について説明し，ナビエ・ストークス方程式を導くことができる。
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| 13週 |
(2)ナビエ･ストークス方程式② |
・流体粒子に作用する粘性に伴う応力について説明し，ナビエ・ストークス方程式を導くことができる。
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| 14週 |
(3)基礎方程式の簡略化と厳密解① |
・基礎方程式の簡略化ができ，厳密解を求めることができる。
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| 15週 |
(3)基礎方程式の簡略化と厳密解② |
・基礎方程式の簡略化ができ，厳密解を求めることができる。
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| 16週 |
期末試験 |
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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2,前3,前8,前11,前12,前13,前14,前15,前16 |
| 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1,前2,前3,前8,前11,前12,前13,前16 |
| 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4,前8,前12,前13,前16 |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15,前16 |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 前11,前12,前13,前14,前15,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11,前14,前15,前16 |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | 前12,前13,前14,前15,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 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前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。 | 4 | 前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前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 | 前7,前8,前9,前10,前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 | 前9,前10,前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。 | 4 | 前5,前6,前7,前8 |
| 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 | 前5,前6,前7,前8 |
| 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 | 前5,前6,前7,前8 |