到達目標
（科目コード：11191 英語名：Fluid Dynamics ⅠA）
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、成績評価上の重み付け、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連の順で次に示す。
①流体の諸性質を理解する。20%(d1)
②流体の静力学と動力学を理解する。20%(d1)
③流体の運動を支配する方程式や定理を理解する。20%(d1)
④流体力学の問題解法を習得する。40%(d1)(e1)
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 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 流体の諸性質を詳細に理解する。 | 流体の諸性質を理解する。 | 流体の諸性質を概ね理解する。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目2 | 流体の静力学と動力学を詳細に理解する。 | 流体の静力学と動力学を理解する。 | 流体の静力学と動力学を概ね理解する。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目3 | 流体の運動の方程式を支配する方程式や定理を詳細に理解する。 | 流体の運動を支配する方程式や定理を理解を習得する。 | 流体の運動を支配する方程式や定理を概ね理解する。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目4 | 流体力学の問題解法を詳細に習得する。 | 流体力学の問題解法を習得する。 | 流体力学の問題解法を習概ね得する。 | 左記に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
物質には、固体とは異なり形の定まらない「流体」という状態がある。この流体の状態における諸性質を学習する。また流体が運動する、すなわち「流れる」ときの諸原理を解説し、理解と応用力を身に付ける。講義では流体を取り扱う機械や、流体の諸性質を利用した装置などを紹介する。
〇関連する科目：物理（前年度履修）、物理演習（前年度履修）、初等力学B（前年度履修）、流体力学ⅠB（後期履修）
授業の進め方・方法:
章末など内容の区切りで課題を課す。授業はプロジェクターを使って説明する。
注意点:
一般力学の知識が必要不可欠である。また「材料力学」、「熱力学」の内容が必要となる場面もあるので、これらの基礎学習もおろそかにしないこと。問題解決には数学の力が必要であり、特に微分・積分が重要である。プロジェクターを使って説明するので、必ず予習をしてくること。
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス
流体の性質 (1)密度・比重 |
流体の定義と各種物理量を定義を理解する。
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| 2週 |
(2)粘性、(3)圧縮性 |
流体の粘性と圧縮性について理解する。
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| 3週 |
(4)表面張力、(5)飽和蒸気圧 |
表面張力と毛管現象、飽和蒸気圧とキャビテーションについて理解する。
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| 4週 |
静止流体の力学 (1)圧力、(2)圧力計 |
圧力の概念，絶対圧とゲージ圧による表し方、パスカルの原理を理解する。
液柱計の原理を理解し，圧力測定方法を学習する。
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| 5週 |
(3)液体中の壁面に作用する力 |
全圧力と圧力中心を理解し、計算できる。
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| 6週 |
(4)浮揚体の安定性 |
浮揚体の安定について学習する。
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| 7週 |
(6)相対的に静止している流体の性質 |
相対的に静止した流体の性質について理解する。
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| 8週 |
中間試験、解説 |
試験時間：50分
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| 2ndQ |
| 9週 |
流れの基礎 |
運動する完全流体の概念を理解する。
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| 10週 |
ベルヌーイの定理とその応用 (1)連続の式 |
連続の式を理解し、応用した問題が解ける。
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| 11週 |
(2)ベルヌーイの定理 |
ベルヌーイの定理を理解する。
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| 12週 |
(3)ベルヌーイの定理の応用 |
ベルヌーイの定理を応用した問題が解ける。
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| 13週 |
(4)ベルヌ―イの定理の応用 |
ベルヌーイの定理を応用した絞り流量計を理解する。
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| 14週 |
運動方程式 |
運動方程式を学習する。
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| 15週 |
全体の復習 |
これまでの内容の復習
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| 16週 |
期末試験
17週：試験解説と発展授業 |
試験時間：50分
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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。 | 4 | 前1,前7 |
| 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。 | 4 | 前1,前7 |
| 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。 | 4 | 前2,前7 |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | 前4,前7 |
| パスカルの原理を説明できる。 | 4 | 前5,前7 |
| 液柱計やマノメーターを用いた圧力計測について問題を解くことができる。 | 4 | 前6 |
| 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。 | 4 | 前8 |
| 物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | 前9 |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | 前11 |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 前11 |
| 連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | 前11 |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | 前12 |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | 前13 |
評価割合
| レポート | 試験（中間） | 試験（期末） | 小問題 | | | 合計 |
| 総合評価割合 | 25 | 30 | 35 | 10 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 15 | 15 | 15 | 5 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 10 | 15 | 20 | 5 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |