概要:
連続体力学としての流体の運動(静止状態も含む)の取り扱いを学び、流体の持つエネルギー、圧力、せん断力、流体損失を理解する。また流体計測への応用原理を理解する。
授業の進め方・方法:
教科書の読解、内容の解説、例題の演習、演習問題の解説にて進める。
授業内容は、授業計画に示す通り。
注意点:
特になし。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
流体の性質-1 |
流体の基礎的性質を理解し説明または計算ができる
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2週 |
流体の性質-2 |
平板間に働く粘性力を理解し説明または計算ができる
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3週 |
流体静力学-1 |
圧力とパスカルの原理を理解し説明または計算ができる
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4週 |
流体静力学-2 |
圧力計の原理と構造を理解し説明または計算ができる
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5週 |
流体静力学-3 |
平板に作用する静止流体の力を理解し説明または計算ができる
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6週 |
流体静力学-4 |
浮力や容器内の流体の加速力を理解し説明または計算ができる
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7週 |
前期中間試験 |
1回から6回目の内容を理解し説明または計算ができる
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8週 |
連続の式-1 |
連続の式を理解し説明できる
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2ndQ |
9週 |
連続の式-2 |
流路内の速度分布を理解し説明または計算ができる
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10週 |
連続の式-3 |
8回と9回目の内容を理解し説明または計算ができる
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11週 |
ベルヌーイの定理とその応用-1 |
ベルヌーイの定理を理解し説明または計算ができる
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12週 |
ベルヌーイの定理とその応用-2 |
流路内のエネルギーバランスを理解し説明または計算ができる
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13週 |
ベルヌーイの定理とその応用-3 |
トリチェリーの定理の内容を理解し説明または計算ができる
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14週 |
ベルヌーイの定理とその応用-4 |
11回から13回目の内容を理解し説明または計算ができる
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15週 |
前期末試験 |
8回から14回目の内容を理解し説明または計算ができる
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
運動量の法則-1 |
流体の運動量を理解し説明または計算ができる
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2週 |
運動量の法則-2 |
流路内の運動量変化と力の関係を理解し説明または計算ができる
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3週 |
運動量の法則-3 |
流体の角運動量を理解し説明または計算ができる
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4週 |
運動量の法則-4 |
散水機に働く力を理解し説明または計算ができる
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5週 |
次元解析と相似則-1 |
物理量の次元と相似則に用いられる無次元式を理解し説明または計算ができる
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6週 |
次元解析と相似則-2 |
模擬実験で用いられる相似則を理解し説明または計算ができる
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7週 |
後期中間試験 |
後期の1回から6回目の内容を理解し説明または計算ができる
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8週 |
管路内の流れ-1 |
エネルギー損失を伴う管路内の流れを理解し説明または計算ができる
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4thQ |
9週 |
管路内の流れ-2 |
種々の管摩擦係数を理解し説明または計算ができる
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10週 |
管路内の流れ-3 |
単純な形状の流路の摩擦損失を理解し説明または計算ができる
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11週 |
管路内の流れ-4 |
複雑な形状を有する流路の圧力損失を理解し説明または計算ができる
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12週 |
抗力と揚力-1 |
物体に働く抗力を理解し説明または計算ができる
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13週 |
抗力と揚力-2 |
平板や円柱に働く抗力を理解し説明または計算ができる
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14週 |
抗力と揚力-3 |
揚力を理解し説明または計算ができる
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15週 |
学年末試験 |
後期の8回から14回目の内容を理解し説明または計算ができる
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16週 |
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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 | |
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 | |