流体力学

科目基礎情報

学校 茨城工業高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 流体力学
科目番号 0004 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 専攻科 産業技術システムデザイン工学専攻 機械工学コース 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:流体力学(基礎と演習)(パワー社) 参考書:角谷典彦「連続体力学」(共立出版)
担当教員 柴田 裕一

到達目標

1. 流体工学の力学的な現象を、運動方程式を解いて理解する。
2. さまざまな流体現象を理解できるようにする。
3. 流体工学の応用分野を理解できるようにする。

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流体工学の力学的な現象を、運動方程式を解いて理解できる。流体工学の力学的な現象を、運動方程式を解いて概ね理解できる。流体工学の力学的な現象を、運動方程式を解いて理解できない。
評価項目2さまざまな流体現象を理解できる。さまざまな流体現象を概ね理解できる。さまざまな流体現象を理解できない。
評価項目3流体工学の応用分野を理解できる。流体工学の応用分野を概ね理解できる。流体工学の応用分野を理解できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (B) (ハ) 説明 閉じる
学習・教育目標 (B) (ロ) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
実在の流体現象を理解するため粘性を考慮した流体を取り扱い、流体の諸特性を理解する。特に、境界層理論や乱流についてその物理的解釈を学ぶ。さらに、物体まわりの流れについて学び、流体工学の応用分野への展開を理解してもらう。メーカーの設計部門で勤務経験があり、その経験を活かして、流体力学の基本的な知識と応用について講義する(柴田)。
授業の進め方・方法:
本科で学んだ流体工学の知識をさらに発展する内容となっている。講義ノートの内容を見直し、講義に関係する例題・演習問題を解いておくこと。講義で示した次回予定の部分を予習しておくこと。
注意点:

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 流体運動の基礎方程式(1) 連続の式や渦なしの条件等について理解する。
2週 流体運動の基礎方程式(2) EulerとLagrange式記述を理解する。
3週 非圧縮性非回転流体の流れ(1) ポテンシャル流れを理解する。
4週 非圧縮性非回転流体の流れ(2) 等角写像による解法を理解する。
5週 Navier-Stokesの方程式(1) Navier-Stokesの方程式を誘導する。
6週 Navier-Stokesの方程式(2) Navier-Stokesの方程式の解法を理解する。
7週 (中間試験)
8週 粘性流体(1) 粘性流体の性質を理解する。
2ndQ
9週 粘性流体(2) 粘性流体の応用問題を解く。
10週 境界層(1) 境界層を理解する。
11週 境界層(2) 境界層方程式を解く。
12週 境界層(3) 境界層の応用問題を解く。
13週 流体中の物体に働く流体力(1) 物体まわりの流れを理解する。
14週 流体中の物体に働く流体力(2) 物体まわりの流れの応用問題を解く。
15週 (期末試験)
16週 総復習 前期の内容を復習する

評価割合

試験レポート相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合60400000100
基礎的能力0000000
専門的能力60400000100
分野横断的能力0000000