流体力学

科目基礎情報

学校 鳥羽商船高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 流体力学
科目番号 0094 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電子機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 流れ工学(養賢堂)
担当教員 亀谷 知宏

到達目標

1. 流体の基礎的な性質や用語を説明できる
2. 静止した流体にはたらく力を説明できる
3. 流体の運動を説明できる
4. 流れの中に置かれた物体にかかる力を説明できる

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1流体の基礎的な性質や用語を説明できる流体の基礎的な性質や用語を知っている左記ができない
評価項目2静止した流体にはたらく力を説明でき,圧力等を計算できる静止した流体にはたらく力を説明できる左記ができない
評価項目3流体の運動に関する法則を説明でき,適用できる流体の運動に関する法則を説明できる左記ができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
水や空気といった液体や気体を総称して流体と呼ぶ.本授業では流体に作用する力や流体の運動について扱う.
授業の進め方・方法:
授業は基本的に講義の形式をとり,適宜レポートを課す.
授業内容は授業計画に示す通り.
注意点:
特になし.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 流体の基礎的性質 流体の定義や基礎的性質を説明できる
2週 流体の静力学 (1) パスカルの原理,圧力の種類を説明できる
3週 流体の静力学 (2) 液柱計やマノメーターの測定原理を理解し,圧力を計算できる
4週 流体の静力学 (3) 浮力を計算できる
5週 流体の動力学 (1) 層流と乱流を理解し,レイノルズ数を説明できる
6週 流体の動力学 (2) 連続の式を理解し,流速と流量の計算ができる
7週 前期中間試験
8週 流体の動力学 (3) ベルヌーイの定理を説明できる
2ndQ
9週 流体の動力学 (4) ピトー管やベンチュリー管を用いた流速や流量の測定原理を説明できる
10週 流体の動力学 (5) 運動量の法則を用いて流体が物体に及ぼす力を計算できる
11週 管路内の流れ (1) 管摩擦係数を理解し,計算できる
12週 管路内の流れ (2) 管の摩擦損失を計算できる
13週 抗力と揚力 抗力係数と揚力係数を用いて抗力と揚力を計算できる
14週 流れのはく離 境界層やはく離,後流について説明できる
15週 前期期末試験
16週 試験返却,解説 試験で出題された問題の解法を理解する

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。2
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。3
圧縮性流体と非圧縮性流体の違いを説明できる。2
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。2
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。3
パスカルの原理を説明できる。2
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。3
物体に作用する浮力を計算できる。3
定常流と非定常流の違いを説明できる。2
流線と流管の定義を説明できる。2
質量保存則と連続の式を説明できる。2
連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。3
ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。3
ピトー管、ベンチュリー管、オリフィスを用いた流量や流速の測定原理を説明できる。3
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。3
層流と乱流の違いを説明できる。2
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。2
円管内層流および円管内乱流の速度分布を説明できる。3
ハーゲン・ポアズイユの法則を説明できる。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。3
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。3
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。2
流れの中の物体に作用する抗力および揚力について説明できる。2
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。3
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。3

評価割合

試験発表相互評価態度演習,レポートその他合計
総合評価割合500020300100
基礎的能力2000010030
専門的能力3000020050
分野横断的能力000200020