到達目標
①流体の基本概念、静止流体の力の釣り合いが説明できる。
②管路の理想流れ、管路と水路の粘性流れが説明できる。
③粘性流体の流れが説明できる。
④圧縮流体の流れが説明できる。
【教育目標】C、D
【学習・教育到達目標】C-2、D-1
【キーワード】静止流体、ベルヌーイの定理、レイノルズ数、粘性流体、圧縮流体
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 |
| ①流体の基本概念、静止流体の力 の釣り合いが説明できる。 | 流体の基本概念、静止流体の力 の釣り合いをよく理解し、説明できる。 | 流体の基本概念、静止流体の力 の釣り合いが説明できる。 | 流体の基本概念、静止流体の力 の釣り合いが説明できない。 |
| ②管路の理想流れ、管路と水路の粘性流れが説明できる。 | 管路の理想流れ、管路と水路の粘性流れをよく理解し、説明できる。 | 管路の理想流れ、管路と水路の粘性流れが説明できる。 | 管路の理想流れ、管路と水路の粘性流れが説明できない。 |
| ③粘性流体の流れが説明できる。 | 粘性流体の流れをよく理解し、説明できる。 | 粘性流体の流れが説明できる。 | 粘性流体の流れが説明できない。 |
| ④圧縮流体の流れが説明できる。 | 圧縮流体の流れをよく理解し、説明できる。 | 圧縮流体の流れが説明できる。 | 圧縮流体の流れが説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
自然現象の中で流体の関わる分野は多く、流体現象により説明される身近な問題も多い。流体工学では流体の諸現象と基本原理を理解し、現象と法則との関わり合い、関係式の導入、計算による実際例の解決法等の知識を身につける。
授業の進め方・方法:
講義は教科書等に沿って行い、定期的に課題の提出を求める。
注意点:
授業は講義を中心として進める。また課題を通して理解を深める。課題は期間厳守で提出すること。
【事前学習】
「授業内容」 に対する項目を事前調査、理解しておくこと。また、前回授業部分を復習しておくこと。
【評価方法・評価基準】
試験結果( １００ %)で評価する。詳細は第１回目の授業で告知する。
課題等を課すので自学自習をしてレポート等を提出すること。
課題を提出し60点以上を単位修得とする。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
力学の原理と流れの基本 |
基本概念、状態式、流れの物理的な性質が説明できる。
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| 2週 |
静止流体の力学（１） |
重力、大気圧、個体面に作用する水圧、力の説明ができ、計算できる。
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| 3週 |
静止流体の力学（２） |
浮力、浮揚体の安定性について説明でき、計算できる。
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| 4週 |
管路の理想流れ（１） |
連続の定理、エネルギ方程式が説明できる。
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| 5週 |
管路の理想流れ（２） |
エネルギ方程式、運動量法則等が説明でき、計算できる。
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| 6週 |
管路と水路の粘性流れ（１） |
粘性流体の流れ、摩擦損失を説明でき、計算できる。
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| 7週 |
管路と水路の粘性流れ（２） |
各種管路内の流れを説明でき、計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
物体に作用する流体力 |
物体、翼、船体等に作用する流体力、抵抗を説明でき、計算できる。
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| 10週 |
流体力学実験法 |
流体実験における装置等が説明できる。
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| 11週 |
粘性流体の流れ（１） |
粘性流れにおける基本方程式が説明できる。
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| 12週 |
粘性流体の流れ（２） |
数値流体力学への応用が説明できる。
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| 13週 |
圧縮流体の流れ（１） |
圧縮流体における状態方程式が説明できる。
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| 14週 |
圧縮流体の流れ（２） |
音速、伝播等が説明でき、計算できる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
まとめ |
試験の解説を行う。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 2 | |
| パスカルの原理を説明できる。 | 2 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 2 | |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 2 | |
| 連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 2 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 2 | |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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 | |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | 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 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 25 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 25 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |