流体工学Ⅰ

科目基礎情報

学校 富山高等専門学校 開講年度 平成27年度 (2015年度)
授業科目 流体工学Ⅰ
科目番号 0018 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: 1
開設学科 機械システム工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 基礎から学ぶ 流体力学 (飯田明由・小川隆申・武居昌宏,㈱オーム社)
担当教員 白川 英観

到達目標

流体の物理的性質を理解し,浮力などの流体の静力学を学び,理想流体の流れを理解すること

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
流体の物理的性質流体の物理的性質を説明できる流体の物理的性質を理解できる流体の物理的性質を理解できない
圧力の測定やパスカルの原理圧力の測定やパスカルの原理を説明でき計算できる圧力の測定やパスカルの原理を説明できる圧力の測定やパスカルの原理を理解できない
壁面に作用する水圧や浮力壁面に作用する水圧や浮力を説明でき,計算できる壁面に作用する水圧や浮力を説明できる壁面に作用する水圧や浮力を理解できない
運動する容器内の流体運動する容器内の流体を説明でき,計算できる運動する容器内の流体を説明できる運動する容器内の流体を理解できない
連続の式連続の式を説明でき,計算できる連続の式を説明できる連続の式を理解できない
オイラーの式オイラーの式を説明でき,計算できるオイラーの式を説明できるオイラーの式を理解できない
ベルヌーイの定理ベルヌーイの定理を説明でき,計算できるベルヌーイの定理を説明できるベルヌーイの定理を理解できない
運動量の式,壁面に作用する力運動量の式,壁面に作用する力を説明でき,計算できる運動量の式,壁面に作用する力を説明できる運動量の式,壁面に作用する力を理解できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
流れ現象は,飛行機の翼や自動車の車体,扇風機,コンピューターのハードディスクなどの我々が日常接している機械に多く利用されている.これらの機械の効率を上げ,安全性を高めるには,流れ現象を理解し応用しなければならない.そこで,本科目では,流体の物理的性質を理解し,浮力などの流体の静力学を学び,理想流体の流れを理解することを学習目標とする.
最初に,圧力や密度などの流体の物理的性質を理解し,パスカルの定理や圧力測定,浮力などの流体の静力学を理解する.その後,流体に作用する力や流体の分類などを理解し,非粘性である流体の基礎方程式である,連続の式とオイラーの式を理解する.最後に,理想流体のエネルギー式であるベルヌーイの式や,運動量の保存則を理解し,学んだ法則や式を使えるように演習を行うことで理解を深める.
授業の進め方・方法:
流体の静力学では,力の釣り合いなどを使用するために,物体にかかる力などのニュートン力学を各自復習して授業に取り組んでください.また,授業後にレポートを課しますので,課題を解くことにより,理解を確実なものにし,提出してください.なお,授業計画は,学生の理解度に応じて変更する場合があります.
注意点:

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 流体力学の応用分野,流体の物理的性質 流体と固体,圧力と圧縮性,力と質量,密度と比重
2週  流体の静力学(1) パスカルの原理,圧力と高さの基礎式,圧力と高さの関係,絶対圧力とゲージ圧力,圧力の測定
3週  流体の静力学(2) 壁面に作用する全圧力・モーメント,圧力の中心
4週 流体の静力学(3)  浮力
5週 流体の静力学(4)  運動する容器内の流体
6週 総合演習Ⅰ 総合演習(圧力,浮力,運動容器内の流体)
7週 流れの基礎式(1) 流体に作用する力,流体力学の用語,流線に沿う質量保存式(連続の式)
8週 流れの基礎式(2) 流体粒子の加速度,流線に沿う運動方程式(オイラーの式)
2ndQ
9週 中間テスト
10週 中間テスト解答
11週  流れの基礎式(3) 流線に沿うエネルギー保存式(ベルヌーイの定理),ベルヌーイの定理の応用
12週  流れの基礎式(4) 運動量の式
13週 総合演習Ⅱ 総合演習(連続の式,オイラーの式,ベルヌーイの式)
14週 総合演習Ⅲ 総合演習(運動量の式)
15週 期末テスト
16週  期末テストの解答とアンケート

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

評価割合

試験レポート合計
総合評価割合7030100
能力7030100