到達目標
①質量保存則と連続の式を説明できる。
②オイラーの運動方程式を説明できる。
③エネルギー保存則とベルヌーイの式を説明できる。
④運動量の法則を理解し,流体が物体におよぼす力を計算できる。
⑤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。
⑥層流と乱流の違いを説明できる。
⑦レイノルズ数と臨界レイノルズ数を説明できる。
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 | 質量保存則と連続の式を十分に説明できる。
| 質量保存則と連続の式を説明できる。
| 質量保存則と連続の式を説明できない。
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| 評価項目2 | オイラーの運動方程式を十分に説明できる。
| オイラーの運動方程式を説明できる。
| オイラーの運動方程式を説明できない。
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| 評価項目3 | エネルギー保存則とベルヌーイの式を十分に説明できる。
| エネルギー保存則とベルヌーイの式を説明できる。
| エネルギー保存則とベルヌーイの式を説明できない。
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| 評価項目4 | 運動量の法則を理解し,流体が物体におよぼす力を十分にを計算できる。
| 運動量の法則を理解し,流体が物体におよぼす力を計算できる。
| 運動量の法則を理解し,流体が物体におよぼす力を計算できない。
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| 評価項目5 | 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十分に説明できる。
| 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。
| 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ない。
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| 評価項目6 | 層流と乱流の違いを十分に説明できる。
| 層流と乱流の違いを説明できる。
| 層流と乱流の違いを説明できない。
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| 評価項目7 | レイノルズ数と臨界レイノルズ数を十分に説明できる。
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を説明できる。
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を説明できない。
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学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
われわれのまわりには,さまざまな流れが存在する。身近に起こっている現象に目を向けると,空気の流れ,水の流れ,その他多くの流れが存在することがわかる。その流れはどのように変化するのか,どのような力が働いているのか,といった疑問に答えるのが「水力学」である。
ここでは,水力学Ⅰに引き続き,水力学の基礎理論について学習する。
授業の進め方・方法:
講義を中心に授業を進める。しばしば演習問題を解き,講義内容が理解できるようにする。演習問題は,ヒントを与えた後,数名の学生に解答を黒板に書かせ,その確認および解説を行う。
また,理解を深めるために,必要に応じて課題を与える。
注意点:
水力学Ⅱの理解には,その基礎となる水力学Ⅰの知識が必須であり,十分復習しておく必要がある。
また,水力学Ⅱの理解を深め,応用力を養うためには数多くの演習問題を解く必要がある。図書館の専門書を有効に活用し,自主的に学習することが望まれる。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバス内容の説明,流れの基礎式(連続の式) |
①
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| 2週 |
流れの基礎式(流体粒子の加速度) |
②
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| 3週 |
流れの基礎式(オイラーの式) |
②
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| 4週 |
流れの基礎式(ベルヌーイの定理) |
③
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| 5週 |
流れの基礎式(ベルヌーイの定理) |
③
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| 6週 |
流れの基礎式(ベルヌーイの定理の応用) |
③
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| 7週 |
流れの基礎式(ベルヌーイの定理の応用) |
③
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| 8週 |
★前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
流れの基礎式(運動量の式) |
④
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| 10週 |
流れの基礎式(運動量の式) |
④
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| 11週 |
層流(粘性) |
⑤,⑥
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| 12週 |
層流(粘性のある流れ) |
⑤,⑥
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| 13週 |
層流(円管内の層流) |
⑥,⑦
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| 14週 |
層流(平行壁の間の層流) |
⑥,⑦
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| 15週 |
層流(ストークスの法則) |
⑥,⑦
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| 16週 |
★前期期末試験 |
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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 | 熱流体 | 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。 | 3 | |
| 質量保存則と連続の式を説明できる。 | 3 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 3 | |
| エネルギー保存則とベルヌーイの式を説明できる。 | 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。 | 3 | |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を説明できる。 | 3 | |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 60 |
| 専門的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |