流体力学及び演習

科目基礎情報

学校	東京工業高等専門学校	開講年度	平成28年度 (2016年度)
授業科目	流体力学及び演習
科目番号	0005	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 3
開設学科	機械工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	前期:2 後期:2
教科書/教材	流体力学　JSMEテキストシリーズ　日本機械学会
担当教員	葛生 和人

到達目標

流体力学の基礎事項を学ぶ中で、流体の性質、流れの現象やその原理を理解し、実際の設計開発に適用できるような応用力を身につけ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	流体の性質が十分に説明出来る．	流体の性質が説明出来る．	流体の性質が説明出来ない．
評価項目2	流体力としての圧力のイメージが十分に認識でき計算ができる．	流体力としての圧力のイメージがある程度認識でき計算ができる．	流体力としての圧力のイメージが無く計算が出来ない．
評価項目3	管内流れのイメージと摩擦損失、流体力が十分に認識でき計算ができる．	管内流れのイメージと摩擦損失、流体力がある程度認識でき計算ができる．	管内流れのイメージと摩擦損失、流体力のイメージができず計算が出来ない．

教育方法等

概要:

容器内の静止流体、管内流れ、物体周りの流れにおける圧力、流速変化と物体に及ぼされる流体力の関係を学びながら、配管、ポンプ、ターボ機械、自動車、飛行機など様々な産業機械、輸送機械の設計開発に必要な基礎理論を理解する。

授業の進め方・方法:

現象の理解を第１目標とし、それに関連した基礎式との対応を説明を行う。また授業の単元と終了時に質問時間枠を設ける。

注意点:

説明をよく聞き、現象を頭の中でイメージできるように努める。試験問題は基本的に教科書の例題と課題レポートに準じるので定期試験前までに必ず配布演習問題のレポートを作成しておくこと．、

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	流体の性質と分類１	学習の目的を理解する。
		2週	流体の性質と分類２	流体の基本的性質を説明できる。
		3週	流体の性質と分類３	流体の分類について把握する。
		4週	流体の性質と分類４	流体でつかわれる単位と次元について理解する。
		5週	流れの基礎１	流れを表す基本的物理量について理解する。
		6週	流れの基礎２	様々な流れの種類について説明できる。
		7週	静止流体の力学１	静止流体中の圧力について理解する。
		8週	静止流体の力学２	面に働く静止流体力と圧力の関係、計算式を理解する。
	2ndQ
		9週	静止流体の力学３	浮力の原理を理解し、浮揚体の安定性について議論できる。
		10週	静止流体の力学４	相対的平均での圧力分布の把握と、応用問題が解ける。
		11週	準一次元流れ１	準一次元流れにおける連続の式の導出ができる。
		12週	準一次元流れ２	準一次元流れにおける質量保存則について内容を理解する。
		13週	準一次元流れ３	準一次元流れについてエネルギーバランスの原理を理解する。
		14週	準一次元流れ４	準一次元流れについてエネルギーバランスの式を導出できる。
		15週	準一次元流れ５	準一次元流れにおけるベルヌーイの法則を理解する。
		16週	準一次元流れ６	準一次元流れにおけるベルヌーイの法則の応用問題が解ける。
後期
	3rdQ
		1週	運動量の法則１	一般的な流れにおける質量保存則を理解する。
		2週	運動量の法則２	一般的な流れにおける運動量の法則を理解する。
		3週	運動量の法則３	一般的な流れにおける角運動量の法則を理解する。
		4週	管内の流れ１	管内流れの基本的性質（層流、乱流）、摩擦損失について理解する。
		5週	管内の流れ２	直円管内の流れ（層流、乱流）を理解し、関連する計算式を把握する。
		6週	管内の流れ３	拡大・縮小管内の流れを理解し、関連する計算式を把握する。
		7週	管内の流れ４	曲がる管内の流れを理解し、関連する計算式を把握する。
		8週	管内の流れ５	矩形管内の流れを理解し、関連する計算式を把握する。
	4thQ
		9週	物体周りの流れ１	物体周りの流れにより生ずる抗力と揚力を理解する。
		10週	物体周りの流れ２	円柱周りの流れを理解し、カルマン渦を説明できる。
		11週	物体周りの流れ３	円柱周りの流れに関係したロックイン現象を理解する。
		12週	流体の運動方程式１	３次元流体における連続の式を理解し、導出できる。
		13週	流体の運動方程式２	一般的な粘性法則と関連する式を理解する。
		14週	流体の運動方程式３	ナビエストークス方程式の内容について理解し説明できる。
		15週	流体の運動方程式４	非粘性極限であるオイラーの式を理解できる。
		16週	流体の運動方程式５	特殊な条件でのナビエストークス方程式の解析法を理解する。

評価割合

	試験	発表	相互評価	演習レポート	合計
総合評価割合	70	0	0	30	100
基礎的能力	70	0	0	30	100