熱流体力学2

科目基礎情報

学校 鳥羽商船高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 熱流体力学2
科目番号 25216 科目区分 専門 / 選択(ユニット必修)
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 情報機械システム工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 学生のための流体力学入門【参考書】
担当教員 亀谷 知宏

到達目標

1. 流体の運動を説明できる
2. 管路内流れについて説明できる
3. 流れの中に置かれた物体周りの現象について説明できる
4. 代表的な熱機関について説明できる
5. 熱力学第2法則を説明できる
6. 混合気体について説明できる

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流体に関する法則を用いて,種々の物理量を計算できる流体に関する法則について説明できる左記ができない
評価項目2流れの中に置かれた物体周りの現象について理解し,種々の物理量を計算できる流れの中に置かれた物体周りの現象について説明できる左記ができない
評価項目3各熱機関の効率を算出できる各熱機関について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:
流体力学と熱力学の基礎について学ぶ.
前半は流体(液体と気体の総称)に作用する力や運動について,後半はいくつかの代表的な熱機関について学ぶ.
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.
また授業中に演習を行うことがある.
授業内容は授業計画に示す通り.
注意点:
電卓を準備しておくこと.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 流体の動力学 (1) 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
2週 流体の動力学 (2) 運動量の法則について理解する
3週 流体の動力学 (3) 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
4週 管路内流れ (1) 管摩擦係数を理解し,計算できる
5週 管路内流れ (2) 管の摩擦損失を計算できる
6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
7週 流れのはく離 境界層やはく離,後流について計算できる
8週 中間試験
2ndQ
9週 カルノーサイクル カルノーサイクルについて説明できる
10週 オットーサイクル オットーサイクルについて説明できる
11週 ディーゼルサイクル ディーゼルサイクルについて説明できる
12週 その他の熱サイクル その他の代表的な熱サイクルについて説明できる
13週 熱力学第2法則 熱力学第2法則について説明できる
14週 混合気体 混合気体について,各物理量を算出できる
15週 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。3
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
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。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
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
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
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
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
熱力学で用いられる各種物理量の定義と単位を説明できる。2
熱力学の第二法則を説明できる。2
サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。3
カルノーサイクルの状態変化を理解し、熱効率を計算できる。3
サイクルをT-s線図で表現できる。2

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
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