水力学ⅠA

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 水力学ⅠA
科目番号 14105 科目区分 専門 / 選択必修2
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「水力学・流体力学」 市川常雄 著 (朝倉書店) ISBN:978-4-254-23536-4
担当教員 小谷 明

到達目標

(ア)流体の性質、流体の密度、体積弾性係数、粘性係数、動粘性係数、粘性せん断応力、表面張力が理解できる。
(イ)圧力、ゲージ圧、絶対圧を理解し、使用できる。重力場で静止している流体の解析方法が理解できる。
(ウ)圧力計としての液柱計を理解し、基本的なモデルに対して算できる。
(エ)平面壁に働く流体の力、浮力、強制回転運動の解析方法を理解し、簡単なモデルに対して計算できる。
(オ)連続の式とベルヌーイの定理の式を理解し、簡単なモデルに対して応用することができる。
(カ)運動量の法則、角運動量の法則を理解し、運動量の法則を用いた計算ができる。

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(ア)流体を扱うために必要な物理量や係数を理解し、応用できる。 流体を扱うために必要な物理量や係数を理解できる。流体を扱うために必要な物理量や係数を理解できない。
評価項目(イ)圧力、ゲージ圧、絶対圧を理解し、基本的なモデルに対して圧力を計算できる。圧力、ゲージ圧、絶対圧を理解できる。圧力、ゲージ圧、絶対圧を理解できない。
評価項目(ウ)連続の法則、ベルヌーイの定理、運動量の法則を理解し、簡単なモデルに対して応用できる。連続の法則、ベルヌーイの定理、運動量の法則を理解しできる。連続の法則、ベルヌーイの定理、運動量の法則を理解できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 C2-3
JABEE d
本校教育目標 ①

教育方法等

概要:
流体の力学に関する学問は、飛行機、自動車、扇風機などの周りの流れ、エアコンの吹き出し口、ポンプや配管システムなどの内部の流れなどが、それぞれの商品やシステムの性能向上に関与している。水力学Ⅰは流体の力学に関する基礎知識と基本的な解析方法と計算方法を学び、本学科の「水力学Ⅱ」と専攻科の「流れ学」への橋渡しをする。この科目は企業で流体を扱う機械の設計を担当していた教員が、その経験を活かし、流体の基本的な性質、流体の静力学に関する現象、流体運動の基礎理論の理解と基本的な解析方法および計算方法について講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方と授業内容・方法:
自学自習内容として、毎回の授業内容に相当する学習課題を指定された期日までに提出すること。
注意点:
事前に履修・修得が望ましい科目:基礎解析Ⅲ、応用物理学。
試験・課題ではキーワードを入れて論理的に記述し、常に単位を書くこと。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 流体の性質(1):流体の定義と取り扱い、物理量の定義と単位、圧縮性と非圧縮性 流体の性質、流体の密度、体積弾性係数が理解できる。
2週 流体の性質(2):粘性法則、ニュートン流体 粘性係数、動粘性係数、粘性せん断応力、表面張力が理解できる。
3週 流体の性質(2):粘性法則、ニュートン流体 粘性係数、動粘性係数、粘性せん断応力、表面張力が理解できる。
4週 流体の靜力学(1):絶対圧とゲージ圧、パスカルの原理 圧力、ゲージ圧、絶対圧を理解し、使用できる。
5週 流体の靜力学(2):液柱計、マノメーター 液柱計を理解し、基本的なモデルに対して、計算ができる。
6週 流体の靜力学(3):平面および曲面に作用する全圧力と圧力中心、浮力、強制回転運動 平面壁に働く流体の力、浮力、強制回転運動の解析方法を理解し、簡単なモデルの場合の計算ができる。
7週 流体の靜力学(3):平面および曲面に作用する全圧力と圧力中心、浮力、強制回転運動 平面壁に働く流体の力、浮力、強制回転運動の解析方法を理解し、簡単なモデルの場合の計算ができる。
8週 流体の靜力学(3):平面および曲面に作用する全圧力と圧力中心、浮力、強制回転運動 平面壁に働く流体の力、浮力、強制回転運動の解析方法を理解し、簡単なモデルの場合の計算ができる。
9週 流体の靜力学(3):平面および曲面に作用する全圧力と圧力中心、浮力、強制回転運動 平面壁に働く流体の力、浮力、強制回転運動の解析方法を理解し、簡単なモデルの場合の計算ができる。
10週 流体運動の基礎理論(1):定常流と非定常流、流線と流管、連続の式、オイラーの運動方程式、ベルヌーイの定理 連続の式とベルヌーイの定理の式を理解し、簡単なモデルに対して応用することができる。
11週 流体運動の基礎理論(1):定常流と非定常流、流線と流管、連続の式、オイラーの運動方程式、ベルヌーイの定理 連続の式とベルヌーイの定理の式を理解し、簡単なモデルに対して応用することができる。
12週 流体運動の基礎理論(2):ピトー管、ベンチュリー管、キャビテーション ピトー管、ベンチュリー管、キャビテーションが理解できる。
13週 流体運動の基礎理論(3):運動量の法則、角運動量の法則 運動量の法則、角運動量の法則を理解し、運動量の法則を用いた計算をすることができる。
14週 流体運動の基礎理論(3):運動量の法則、角運動量の法則 運動量の法則、角運動量の法則を理解し、運動量の法則を用いた計算をすることができる。
15週 流体の性質、流体の靜力学、流体運動の基礎理論のまとめ 定期試験の答案を返却し、理解度を確認する。
16週

評価割合

中間試験定期試験課題合計
総合評価割合305020100
専門的能力305020100