水力学Ⅱ

科目基礎情報

学校 小山工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 水力学Ⅱ
科目番号 0136 科目区分 専門 / 必履修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 北川、井田、中村、丹、他 「SI版 水力学(基礎と演習)」 パワー社
担当教員 増淵 寿

到達目標

1.水力学で用いる相似則について説明できる
2.内部流れで発生する現象を理解し、管内流れの諸量を計算できる
3.外部流れで発生する現象を理解し、物体が受ける流体力(揚力と抗力)を計算できる

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水力学で用いる相似則について明確に説明できる水力学で用いる相似則について説明できる水力学で用いる相似則について説明できない
評価項目2内部流れで発生する現象を明確に理解し、管内流れの諸量を正確に計算できる内部流れで発生する現象を理解し、管内流れの諸量を計算できる内部流れで発生する現象を理解できず、管内流れの諸量を計算できない
評価項目3外部流れで発生する現象を明確に理解し、物体が受ける流体力(揚力と抗力)を正確に計算できる外部流れで発生する現象を理解し、物体が受ける流体力(揚力と抗力)を計算できる外部流れで発生する現象を理解できず、物体が受ける流体力(揚力と抗力)を計算できない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 ④ 説明 閉じる
JABEE (a) 説明 閉じる
JABEE (b) 説明 閉じる
JABEE (D) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
4年次に学習した水力学Ⅰの続きとなる講義である
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:
中間試験および定期試験では,電卓と定規のみ持ち込みを許可する
水力学Ⅱの科目区分は,「必履修」である
LMSによる課題や演習の成果も成績に反映する予定である

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 相似則(1)レイノルズの相似則 レイノルズの相似則を理解する
2週 相似則(2)フルードの相似則 フルードの相似則を理解する
3週 相似則(3)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
4週 管路内の流れ(1)層流と乱流 管路内で発生する2種類の流れ(層流と乱流)について理解する
5週 管路内の流れ(2)円管内の速度分布 円管内流れの速度分布について理解する
6週 管路内の流れ(3)直管の圧力損失(主損失) 直管内の流れで発生する圧力損失について理解する
7週 管路内の流れ(4)副損失1 急拡大管で発生する圧力損失とボルダカルノーの式を理解する
8週 中間試験 これまでの範囲を理解する
2ndQ
9週 管路内の流れ(5)副損失2 急縮小管やノズル・ディフューザなど管径変化によって発生する損失を理解する
10週 管路内の流れ(6)副損失3 曲管や弁において発生する損失を理解する
11週 管路内の流れ(7)管路系の総損失 管路系の総損失の計算法、水力・エネルギ勾配線について理解する
12週 揚力と抗力(1)流体力と抗力1 外部流れと流体力について理解する
13週 揚力と抗力(2)抗力2 抗力係数、抗力の原因、平板の抗力について理解する
14週 揚力と抗力(3)抗力3 円柱の抗力とカルマン渦について理解する
15週 揚力と抗力(4)揚力 翼と揚力について理解する
16週 定期試験 これまでの範囲を理解する

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

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90000010100
基礎的能力0000000
専門的能力90000010100
分野横断的能力0000000