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,流体工学Ⅰで学んだ内容を復習するともに,身の回りの流れ現象に興味を持ち,流れ現象を表現した方程式や法則を理解することを学習目標とする.
授業の進め方・方法:
最初に,流体工学の基礎用語を復習し,流体の基礎方程式を理解する.次に,層流と乱流の違いを明確にし,乱流の性質を理解する.そして,飛行機の翼上で見られる境界層や翼に働く力,翼の後方できる渦などの流体機械に関する現象も学習する,また,水道管などの管内の流れや,用水路などの表面を有する流れ,海などの表面波を伴う流れなど,身近な流れについても学習する.
注意点:
流れの基礎式は,微分方程式や複素数などを使うので,数学の基礎は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.
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 | 後1 |
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 | 後1 |
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 | 後2,後3 |
定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | 後3 |
流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 後3,後4 |
連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | 後3 |
オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | 後3 |
ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | 後1 |
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 |
層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 後1 |
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2 |
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6 |
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6 |
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。 | 4 | 後8 |
抗力について理解し、抗力係数を用いて抗力を計算できる。 | 4 | 後8,後11 |
揚力について理解し、揚力係数を用いて揚力を計算できる。 | 4 | 後8,後12 |