到達目標
１．流体の特性を理解し、静止流体中で発生する諸現象を説明できる
２．水力学の基本法則（連続の式・ベルヌーイの定理・運動量の法則）を理解し，この法則を使用した計算ができる
３．水力学で用いる次元解析と相似則について説明できる
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 | 流体の特性を理解し、静止流体中で発生する諸現象を明確に説明できる | 流体の特性を理解し、静止流体中で発生する諸現象を説明できる | 流体の特性を理解できず、静止流体中で発生する諸現象を説明できない |
| 評価項目2 | 水力学の基本法則（連続の式・ベルヌーイの定理・運動量の法則）を明確に理解し，この法則を使用した計算が正確にできる | 水力学の基本法則（連続の式・ベルヌーイの定理・運動量の法則）を理解し，この法則を使用した計算ができる | 水力学の基本法則（連続の式・ベルヌーイの定理・運動量の法則）を理解できず，この法則を使用した計算ができない |
| 評価項目3 | 水力学で用いる次元解析と相似則について明確に説明できる | 水力学で用いる次元解析と相似則について説明できる | 水力学で用いる次元解析と相似則について説明できない |
学科の到達目標項目との関係
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教育方法等
概要:
機械工学の基礎となる四力学の１つである「流体力学」の一分野で、実用面を重視した「水力学」の基礎を学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業方法は講義を中心とし，適宜演習問題や課題を出して解答の提出を求める
注意点:
１．定期試験は時間を９０分とし，電卓と定規の持ち込みは可とする
２．演習問題の一部は、前期に開講する機械工学演習Ⅰにおいて解答を実施する
授業計画
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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）圧縮性１ |
流体とは何か、密度・比重、圧縮性の指標を理解する
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| 2週 |
流体の性質（２）圧縮性２、粘性１ |
気体の状態方程式を理解する、粘性の指標を理解する
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| 3週 |
流体の性質（３）粘性２、流体のモデル化 |
ニュートンの粘性の法則を理解する
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| 4週 |
流体静力学（１）静止流体中の圧力 |
静水圧について理解する
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| 5週 |
流体静力学（２）マノメータ |
マノメータの原理を理解する
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| 6週 |
流体静力学（３）平面板に作用する圧力合力１ |
平面板に作用する圧力合力の計算方法を理解する
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| 7週 |
流体静力学（４）平面板に作用する圧力合力２ |
平面板に作用する圧力合力の公式を用いた計算方法を理解する
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| 8週 |
中間試験 |
これまでの範囲を理解する
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| 2ndQ |
| 9週 |
流体静力学（５）曲面板に作用する圧力合力 |
曲面板に作用する圧力合力の計算方法を理解する
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| 10週 |
流体静力学（６）浮力 |
アルキメデスの原理を理解する
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| 11週 |
流体静力学（７）相対的静止１ |
相対的静止の状態（等加速度直線運動）にある液体の液面形状と圧力分布について理解する
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| 12週 |
流体静力学（８）相対的静止２ |
相対的静止の状態（等速回転運動）にある液体の液面形状と圧力分布について理解する
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| 13週 |
連続の式（１）定常流の連続の式１ |
定常・一次元流れの連続の式を理解する
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| 14週 |
連続の式（２）定常流の連続の式２ |
定常・非一次元流れの連続の式を理解する
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| 15週 |
連続の式（３）非定常流の連続の式 |
非定常流れの連続の式を理解する
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| 16週 |
定期試験 |
これまでの範囲を理解する
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ベルヌーイの定理（１）エネルギの保存則、式の導出 |
流体のエネルギ保存則とベルヌーイの定理を理解する
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| 2週 |
ベルヌーイの定理（２）トリチェリの定理 |
トリチェリの定理を理解する
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| 3週 |
ベルヌーイの定理（３）ピトー管 |
ピトー管による流速測定原理を理解する
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| 4週 |
ベルヌーイの定理（４）絞り形流量計 |
絞り形流量計による流量測定原理を理解する
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| 5週 |
ベルヌーイの定理（５）ヘッドの考え方 |
ヘッドを使った計算の仕方を理解する
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| 6週 |
ベルヌーイの定理（６）問題演習 |
ベルヌーイの定理を使った様々な問題の計算ができるようにする
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| 7週 |
運動量の法則（１）運動量の法則、式の導出 |
流体の運動量の法則を理解する
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| 8週 |
中間試験 |
これまでの範囲を理解する
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| 4thQ |
| 9週 |
運動量の法則（２）問題演習１ |
運動量の法則を用いて、管内の流れや衝突噴流の計算ができるようにする
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| 10週 |
運動量の法則（３）問題演習２ |
運動量の法則を用いて、物体に作用する抗力を計算できるようにする
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| 11週 |
運動量の法則（３）問題演習３ |
運動量の法則を用いて、物体に作用する抗力を計算できるようにする
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| 12週 |
次元解析と相似則（１）バッキンガムのΠ定理 |
バッキンガムのΠ定理を理解する
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| 13週 |
次元解析と相似則（２）レイノルズの相似則 |
レイノルズの相似則を理解する
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| 14週 |
次元解析と相似則（３）フルードの相似則 |
フルードの相似則を理解する
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| 15週 |
次元解析と相似則（４）その他の相似則 |
水力学で使用されるマッハ数やその他の無次元数を理解する
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| 16週 |
定期試験 |
これまでの範囲を理解する
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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 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |