水力学演習

科目基礎情報

学校 鶴岡工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 水力学演習
科目番号 0196 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 _機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 前期:1
教科書/教材 水力学の教科書,演習問題集(プリント)
担当教員 今野 健一

到達目標

静止流体中に働く力を理解し,問題の計算ができる.流体の運動を理解し,問題の計算ができる.管内の流れの損失を理解し,問題の計算ができる.流れの中に置かれた物体に作用する流体力を理解し,問題の計算ができる.

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静止流体中に働く力を理解し,各種法則を使って解析に適用できる.静止流体中に働く力を理解し,適用できる.左記ができない.
評価項目2流体の運動の数学的表現を理解し,また各種保存則を使って解析に適用できる.流体の各種保存則を理解し,流れの計算に適用できる.左記ができない.
評価項目3流れの損失を理解し説明でき,管内の流れの解析に適用できる.また,物体に作用する流体力を理解し説明でき,解析に適用できる.流れの損失を理解し,管路の計算に適用できる.また,物体に作用する流体力を理解し解析できる.左記ができない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
流体の運動の取り扱いを学び,流体の持つエネルギー,流体の損失を理解する.流体計測への応用原理を理解する.
授業の進め方・方法:
水力学の復習を兼ねて教科書に沿って解説し,その後に演習(プリント)を解いて,理解度を高める.また,理解度を確かめるため,毎回課題を出すので次回に提出する.
注意点:
4年次の水力学を理解しておくと理解が深まるので,授業前に教科書に目を通しておくとよい.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 1.流体の性質 流体の密度,圧縮率,粘性,ニュートンの粘性法則を理解し,説明と計算ができる.
2週 2.流体静力学 パスカルの原理,アルキメデスの原理,マノメータの原理,水門にかかる力を理解し、説明と計算ができる.
3週 3.連続の式 連続の式を理解し,説明と計算ができる.
4週 4.ベルヌーイの定理と応用 ベルヌーイの定理を理解し,説明と計算ができる.
5週 5.運動量の法則 運動量の法則を理解し,説明と計算ができる.
6週 6.管路内の流れと損失 粘性流体が管路を流れるときの損失を理解し,説明と計算ができる.
7週 7.揚力と抗力 物体に働く抗力,揚力を理解し,説明と計算ができる.
8週 前期末試験 1~7回の内容を理解し,説明と計算ができる.
2ndQ
9週
10週
11週
12週
13週
14週
15週
16週

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。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

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオ課題レポート合計
総合評価割合70000030100
基礎的能力0000000
専門的能力70000030100
分野横断的能力0000000