流体力学

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 流体力学
科目番号 d0580 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 図解によるわかりやすい流体力学ー第2版ー(中林功一、山口健二)
担当教員 奥山 彫夢

到達目標

1)静止している流体の力のつり合いを考え、水中の深さから圧力、水圧によって壁が受ける力を計算できる。
2)定常な1次元の理想流体の流れを計算できる
3)ベルヌーイの定理の応用で流速や流量が計算できる。
4)乱流と層流、境界層、揚力と抗力について理解している。

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静止している流体の力のつり合いを考え、水中の深さから圧力、水圧によって壁が受ける力を計算できる。水中の深さと圧力の関係や、水圧によって壁が受ける力を計算する方法を知っている。水中の深さと圧力の関係や、水圧によって壁が受ける力を計算する方法がわからない。
評価項目2定常な1次元の理想流体の流れを各種式や定理を使って計算できる。定常な1次元の理想流体の流れの各種式や定理を知っている。定常な1次元の理想流体の流れが分からない。
評価項目3ベルヌーイの定理の応用で流速や流量が計算できる。ベルヌーイの定理の応用としてピトー管などによる流速や流量の測定原理を知っている。ベルヌーイの定理の応用としてピトー管などによる流速や流量の測定原理を知らない。
評価項目4乱流と層流、境界層、揚力と抗力について理解し、円管内のエネルギー損失や揚力・抗力の簡単な計算ができる。乱流と層流、境界層、揚力と抗力について知っている。乱流と層流、境界層、揚力と抗力が分からない。

学科の到達目標項目との関係

準学士課程(R5までのDP) R5までDP_4 制御・電気電子・機械・情報等基礎工学の知識習得・応用

教育方法等

概要:
本授業は、流体力学の基本的事項を講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
テキストに従って講義を進める。テキストの解説を受けた後練習問題と取り組むことによって内容の理解を深める。
注意点:
履修単位ではあるが、15週と短い期間で流体力学の基礎を一通り学ぶので、各自でテキストの演習問題を解き理解を深める必要がある。

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 流体力学とは 流体力学がどのように使われているか知る。(MCC)
2週 流体の性質と基礎事項 流体の性質と基礎事項について理解する。(MCC)
3週 流体静力学(1) 静止している流体の力のつり合いを考え、水中の深さと圧力の関係について理解する。(MCC)
4週 流体静力学(2) 静止している流体の力のつり合いを考え、水圧によって壁が受ける力を計算できるようになる。(MCC)
5週 流体運動の基礎 オイラーの方法で流体運動を考え、流れを考えるときの用語と基礎事項を知る。(MCC)
6週 一次元流れ(1) 定常な1次元の理想気体の流れについて理解する(連続の式、理想流体の流れの1次元オイラー運動方程式、ベルヌーイの定理)。(MCC)
7週 一次元流れ(2) 定常な1次元の理想気体の流れについて理解する(管内流れの基礎)。(MCC)
8週 1stQで学んだことの復習 1stQで学んだことの復習し,理解不足の部分を解消する。
2ndQ
9週 ベルヌーイの定理の応用 ベルヌーイの定理の応用として、ピトー管、オリフィス管、ベンチュリ管による流速や流量の測定原理について理解する。(MCC)
10週 運動量の法則とその応用 流体力学における運動量の法則について理解する。(MCC)
11週 層流と乱流 層流と乱流の理論について理解する。(MCC)
12週 円管内の流れ 円管内を層流または乱流が流れる際のエネルギー損失を計算できるようになる。(MCC)
13週 境界層 物体周りの境界層の流体力学の基礎事項を理解する。(MCC)
14週 抗力と揚力 物体周りの流れと物体に働く力の関係について理解する(MCC)
15週 期末試験
16週 期末試験の返却
期末試験の返却と解答解説

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。3
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。3
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。3

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80000200100
基礎的能力0000000
専門的能力80000200100
分野横断的能力0000000