到達目標
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を,到達目標,評価の重み,学習・教育目標との関連の順で次に示す.①流体の運動を支配する方程式や定理を理解する.30%(d1),②流体のエネルギー変化を理解する.30%(d1),③流体力学の問題解放を習得する.40%(d1)(e2).
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 | 流体の運動を支配する方程式や定理を理解する. | 流体の運動を支配する方程式や定理を概ね理解する. | 左記に到達していない. |
評価項目2 | 流体のエネルギー変化を理解する. | 流体のエネルギー変化を概ね理解する. | 左記に到達していない. |
評価項目3 | 流体力学の問題解放を習得する. | 流体力学の問題解放を概ね習得する. | 左記に到達していない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
流れに物体を置いたとき,流体は物体に力を及ぼす.この力やトルクを求める方法を解説する.また流体を輸送する際に生じるエネルギー損失について学び,流れの状態によってどのように変化するかを解説し,さらにその損失量の計算方法を学ぶ.
〇関連する科目: 流体力学ⅠA(前期履修),流体力学Ⅱ(次年度履修)
授業の進め方・方法:
毎回,その週の授業内容に関連した問題課題を課す.翌週解説を行い,自己採点してもらう.必要に応じてプリントを配布する.
注意点:
一般力学の知識が必要不可欠である.また「物理」,「熱力学」の内容が必要となる場面もあるので,これらの復習・基礎学習もおろそかにしないこと.前期履修「流体力学ⅠA」の内容が理解できていないと,本科目の理解と問題解法が困難となるため,よく復習しておくこと.
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 |
完全流体の流れの諸定理 (7)運動量の法則 |
流体の運動量の法則を理解する.
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2週 |
(8)運動量の法則の応用 |
運動量の法則の応用を理解し,問題の解法を学習する.
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3週 |
(9)角運動量の法則と物体の受けるトルク |
流体の角運動量の法則を理解し,問題の解法を学習する.
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4週 |
次元解析と相似則 (1)次元解析 |
次元解析の考え方を理解する.
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5週 |
(2)相似則 |
流れの相似則と無次元数を理解する.
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6週 |
粘性流体の流れと管摩擦 (1)層流と乱流,(2)管摩擦による圧力損失 |
層流と乱流の違いを理解し,管摩擦による圧力損失を理解する.
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7週 |
(3)円管内の層流(ハーゲン‐ポアズイユの法則) |
ハーゲンポアズイユの法則を学習する.
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8週 |
中間試験 |
試験時間:50分
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4thQ |
9週 |
(4)粘性流体に対するベルヌーイの式の拡張 |
損失を考慮し拡張されたベルヌーイの式を理解する.
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10週 |
(5)管摩擦係数の実用公式 |
ダルシー・ワイスバッハの式とムーディー線図を学習し,管摩擦損失を計算できる.
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11週 |
管路系の損失ヘッド (1)水力勾配線およびエネルギー勾配線 |
管路系のエネルギー変化,各種損失を理解する.
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12週 |
(2)断面積の急変化に伴う損失ヘッド |
急拡大・急縮小に伴う損失ヘッドを理解する.
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13週 |
(3)断面積が漸次広がる場合の損失ヘッド |
ディフューザーの原理と損失ヘッドを理解する.
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14週 |
(4)曲がり管の損失ヘッド |
曲がり管における損失ヘッドを理解する.
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15週 |
期末試験 |
試験時間:50分
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16週 |
試験解説、発展授業 |
試験の確認及び流体機械について理解する。
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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 | 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。 | 4 | 後1,後2,後3,後8 |
層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 後6,後8 |
レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 4 | 後6,後8 |
ダルシー・ワイスバッハの式を用いて管摩擦損失を計算できる。 | 4 | 後10,後15 |
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。 | 4 | 後10,後15 |
評価割合
| 試験 | レポート | | | | | 合計 |
総合評価割合 | 65 | 35 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 35 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
専門的能力 | 30 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |