学科到達目標 1 機械工学に関する確かな基礎力を備えること。
学校教育目標 2 創造的で高度な実践的技術者の養成
JABEE 設計・企画・デザインする能力 D1 専門分野に関する工業技術を理解し、応用する能力
概要:
線香から立ち上る煙、雲の流れ、川のせせらぎや荒れる海など、流体の運動は日常のあらゆる場面に見ることが出来る。このような流体の運動を理解する為の学問が流体力学である。流体力学は、１９世紀にその体系が整えられた「古典物理学」の一分野である。しかし、流体現象は極めて複雑であり、未解明な現象は数多く残されている。そのような意味で「古くて新しい学問」と言える。
流体工学の時間では、４年生までに学んだ流体力学を再度復習し、オイラーの運動方程式とベルヌーイの定理の導出、運動量の保存則までを詳しく述べる。残りの時間は、それらの高度な応用：乱流や管摩擦、音速領域の圧縮流などについて、理解することをねらう。授業では、様々な流れのデモンストレーションを行い、流体の不思議さと楽しさを伝えたいと考えている。
授業の進め方・方法:
講義と演習、デモ実験などを行う
事前学習（予習）：授業中に学習する内容を把握するため、教科書等を用いて予めトピックを眺めておくこと。
事後学習（復習）：授業中に解説した内容を解説できるまで復習を行なうこと。
注意点:
担当教員の印象では、工学部で学ぶ「３力」のうち、流体力学は熱力学に次いで難しい学問である。本講義は、ベクトル解析を知らなくても理解できるよう工夫がなされているが、諸君がもし微分と積分を十分に習得していないならば、本講義を理解しテストで６０点を獲得することはほぼ絶望的である。授業の内容は、機械システム工学科の平均的な４年生のクラスの、上位１5名くらいの学生を念頭に置いて設定されている。
| 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 | |
| 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 | |
| 圧縮性流体と非圧縮性流体の違いを説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | |
| パスカルの原理を説明できる。 | 4 | |
| 液柱計やマノメーターを用いた圧力計測について問題を解くことができる。 | 4 | |
| 平面や曲面に作用する全圧力および圧力中心を計算できる。 | 4 | |
| 物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | |
| 質量保存則と連続の式を説明できる。 | 4 | |
| 連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | |
| ピトー管、ベンチュリー管、オリフィスを用いた流量や流速の測定原理を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 円管内層流および円管内乱流の速度分布を説明できる。 | 4 | |
| ハーゲン・ポアズイユの法則を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 流れの中の物体に作用する抗力および揚力について説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |