到達目標
１．流体の性質について説明でき，重力の場で静止している流体の圧力を計算できる．
２．圧力計の測定原理について説明でき，固体壁に働く流体の力を計算できる．
３．連続の式，ベルヌーイの定理，運動量の式を説明でき，流体の平均速度，圧力，流体による力を計算できる．
４．ナビエ・ストークス方程式を説明でき，平行二面間の層流及び円管内の層流における諸量を計算できる．
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 | 流体の性質について説明でき，重力の場で静止している流体の圧力を計算できる．
| 流体の性質について説明できる． | 左記ができない |
| 評価項目2 | 圧力計の測定原理について説明でき，固体壁に働く流体の力を計算できる． | 圧力計の測定原理について説明できる． | 左記ができない |
| 評価項目3 | 連続の式，ベルヌーイの定理，運動量の式を説明でき，流体の平均速度，圧力，流体による力を計算できる．
| 連続の式，ベルヌーイの定理，運動量の式を説明できる． | 左記ができない |
| 評価項目4 | ナビエ・ストークス方程式を説明でき，平行二面間の層流及び円管内の層流における諸量を計算できる． | ナビエ・ストークス方程式を説明できる． | 左記ができない |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程 2(2)
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専攻科課程 B-2
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教育方法等
概要:
水や空気といった液体や気体を総称して流体と呼ぶ．本授業では流体の性質及び流体運動の基礎理論について学ぶ．
授業の進め方・方法:
授業は基本的に講義の形式をとり，適宜レポートを課す．
授業内容は授業計画に示す通り．
注意点:
各章末にある演習問題を繰り返し解き，十分に理解することが肝要である．不明な点がないよう各自しっかり復習し，わからなければ随時質問に訪れること．
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) |
流体の定義，流体力学で取り扱う単位系について説明できる．
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| 2週 |
流体の性質(2) |
気体の状態方程式について説明できる．
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| 3週 |
流体の性質(3) |
体積弾性係数及び粘性について説明できる．
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| 4週 |
流体の性質(4) |
表面張力と毛管現象について説明できる．
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| 5週 |
流体静力学(1) |
圧力の3つの性質を説明できる．
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| 6週 |
流体静力学(2) |
重力の場で静止している液体に作用する圧力を計算できる．
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| 7週 |
流体静力学(3) |
重力の場で静止している気体に作用する圧力を計算できる．
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| 8週 |
前期中間試験 |
試験実施
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却 |
試験で出題された問題の解法を理解する．
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| 10週 |
流体静力学(4) |
液柱計，示差圧力計の原理について説明できる．
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| 11週 |
流体静力学(5) |
前週で学んだ原理を用いて，2点間の圧力差を計算できる．
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| 12週 |
流体静力学(6) |
平面壁に働く流体の力と作用点を計算できる．
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| 13週 |
流体静力学(7) |
曲面壁に働く流体の力と作用点を計算できる．
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| 14週 |
流体静力学(8) |
アルキメデスの原理及びメタセンタについて説明できる．
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| 15週 |
流体静力学(9) |
強制回転運動における等圧面が回転放物面となる事を説明できる．
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| 16週 |
前期定期試験 |
試験実施
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
答案返却 |
試験で出題された問題の解法を理解する．
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| 2週 |
流体運動の基礎理論(1) |
流線，流脈線，流跡線について説明できる．
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| 3週 |
流体運動の基礎理論(2) |
連続の式及びベルヌーイの定理を説明できる．
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| 4週 |
流体運動の基礎理論(3) |
連続の式及びベルヌーイの定理を用いて，平均流速及び静圧を計算できる．
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| 5週 |
流体運動の基礎理論(4) |
ピトー管及びベンチュリ管を用いた流速や流量の測定原理を説明できる．
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| 6週 |
流体運動の基礎理論(5) |
運動量の法則を説明できる ．
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| 7週 |
流体運動の基礎理論(6) |
流体が物体に及ぼす力を計算できる．
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| 8週 |
後期中間試験 |
試験実施
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| 4thQ |
| 9週 |
答案返却 |
試験で出題された問題の解法を理解する．
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| 10週 |
粘性流体の流れ(1) |
連続の式の一般形を導くことができる．
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| 11週 |
粘性流体の流れ(2) |
ナビエ・ストークス方程式を導くことができる．
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| 12週 |
粘性流体の流れ(3) |
層流と乱流を理解し，レイノルズ数を説明できる ．
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| 13週 |
粘性流体の流れ(4) |
平行二面間の層流における流速分布及び流量を計算できる．
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| 14週 |
粘性流体の流れ(5) |
円管内の層流における流速分布及び流量を計算できる．
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| 15週 |
粘性流体の流れ(6) |
プラントルの混合距離を用いて，乱流における速度分布を計算できる．
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| 16週 |
後期定期試験 |
試験実施
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評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |