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．
管内流れの損失を理解し，問題の計算ができる．
基礎的な流れの問題について問題を作成・解説ができる。
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，管路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
(E) ものづくりに関する幅広い対応能力を身につける。
説明
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教育方法等
概要:
・４年次の水力学で学んだ流体の運動の取り扱い方法を復習し，理解し課題に取り組む.
・実際の流体機械などを想定した，流体の状態を計算できる能力を高める．
授業の進め方・方法:
・班ごとに課題を解決するプロブレム・ベース・ラーニング形式をとる。
・また、各週冒頭5-10分程度の振り返りは週番班による反転授業とする。
・相互評価は発表やグループワーク作業状況などを学生同士で実施するものとする
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．
・週番班による反転授業は評価対象とするため、本講義全体を通し1人1問題以上実施すること
事前・事後学習、オフィスアワー
【事前・事後学習】毎回の課題をレポートとして個別に作成すること、週番班に関しては反転授業用のスライド資料を必ず作成すること。
【オフィスアワー】授業実施日の16-17時
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
流体の性質 |
流体の密度，圧縮率，ニュートンの粘性法則を理解し，説明と計算ができる．
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| 2週 |
流体の性質 |
流体の密度，圧縮率，ニュートンの粘性法則を理解し，説明と計算ができる．
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| 3週 |
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．
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| 4週 |
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．
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| 5週 |
連続の式 |
連続の式を理解し説明と計算ができる．
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| 6週 |
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．
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| 7週 |
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．
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| 8週 |
中間課題 |
１～７回の内容を理解応用し、独自の問題を作成・解き、これを説明した資料を提出する。.
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| 4thQ |
| 9週 |
運動量の法則 |
運動量の法則を理解し，流れが管壁に及ぼす力の説明と計算ができる．
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| 10週 |
運動量の法則 |
運動量の法則を理解し，流れが管壁に及ぼす力の説明と計算ができる．
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| 11週 |
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．
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| 12週 |
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．
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| 13週 |
揚力と抗力 |
物体に働く抗力と揚力を理解し，説明と計算ができる．
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| 14週 |
揚力と抗力 |
物体に働く抗力と揚力を理解し，説明と計算ができる．
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| 15週 |
期末課題 |
９～１４回の内容を理解応用し、独自の問題を作成・解き、これを説明した資料を提出する。
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| 16週 |
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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。 | 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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
| レポート課題 | 相互評価 | 授業態度 | 合計 |
| 総合評価割合 | 56 | 28 | 16 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 56 | 28 | 0 | 84 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 16 | 16 |