到達目標
工学的応用問題への適用を通して流体力学への理解を深め、流体が関わる諸問題への技術的対応ができることを目標とする。
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 | 流れを記述する基礎式を応用できる | 流れを記述する基礎式を理解できる | 流れの基礎式を理解できない |
| 評価項目2 | 代表的な流体機械の動作原理を説明できる | 代表的な流体機械の動作原理を理解できる | 代表的な流体機械の動作原理を理解できない |
| 評価項目3 | 数値解析について説明できる | 数値解析について理解できる | 数値解析について理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
流れを記述する基礎式（連続の式、運動方程式、ベルヌーイの式）を正しく理解し、応用する力を身につける。いくつかの流体機械を題材にして、その動作原理を理解する。また最近の流体機械設計では欠かせない数値解析についても、その基礎を理解する。
授業の進め方・方法:
流体力学で習得した基本的事項を発展させて、流体機械の動作原理、基礎的な構造を理解する。
注意点:
本科目の履修前に、質量・運動量・エネルギーの保存則について復習しておくことが望ましい。
授業の予習・復習及び演習については自学自習により取り組み学修すること。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
力学の復習 |
質点系の力学、特に運動量とエネルギーの保存側を再確認する。
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| 2週 |
流体力学の基礎 |
連続体としての流体の扱いを理解
する。
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| 3週 |
流体力学の基礎 |
連続の式、運動方程式、ベルヌーイの式を導出する。
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| 4週 |
工学的応用１ |
圧力測定、流速測定の方法を理解する。
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| 5週 |
粘性抵抗 |
ナビエ・ストークスの式を理解する。
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| 6週 |
粘性抵抗 |
ナビエ・ストークスの式を理解する。
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| 7週 |
工学的応用２ |
流体潤滑の原理を理解する。
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| 8週 |
相似則と無次元数 |
レイノルズ数を理解する。
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| 4thQ |
| 9週 |
流体機械１ |
管内流れと損失について理解する。
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| 10週 |
流体機械２ |
ポンプの動作原理、構造を理解する。
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| 11週 |
流体機械３ |
水車の動作原理、構造を理解する。
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| 12週 |
流体機械４ |
送風機、圧縮機の動作原理、構造を理解する
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| 13週 |
流体機械５ |
油圧シリンダーの動作原理、構造を理解する。
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| 14週 |
数値解析の基礎 |
数値解析の必要性を理解し、その基礎についての知識を得る。
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| 15週 |
数値解析の基礎 |
数値解析の必要性を理解し、その適用例についての知識を得る。
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| 16週 |
授業の振り返り |
授業の振り返り
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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 | 熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱いかたを説明できる。 | 3 | |
| 流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 3 | |
| 圧縮性流体と非圧縮性流体の違いを説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 3 | |
| パスカルの原理を説明できる。 | 3 | |
| 液柱計やマノメーターを用いて圧力を測定できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 物体に作用する浮力を計算できる。 | 3 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 3 | |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 3 | |
| 質量保存則と連続の式を説明できる。 | 3 | |
| 連続の式を用いて流速と流量を計算できる。 | 3 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 3 | |
| エネルギー保存則とベルヌーイの式を説明できる。 | 3 | |
| ピトー管、ベンチュリー管、オリフィスを用いた流量や流速の測定原理を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 3 | |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を説明できる。 | 3 | |
| 円管内層流および円管内乱流の速度分布を説明できる。 | 3 | |
| ハーゲン・ポアズイユの法則を説明できる。 | 3 | |
| ダルシー・ワイズバッハの式を用いて管摩擦損失を計算できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 流れの中の物体に作用する抗力および揚力について説明できる。 | 3 | |
| 抗力係数を用いて抗力を計算できる。 | 3 | |
| 揚力係数を用いて揚力を計算できる。 | 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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |