到達目標
1 オイラーの運動方程式を説明できる。
2 ナビエ・ストークス方程式の意味を理解できる。
3 単純な流れ場を対象にナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことができる。
4 流れの現象の物理的解釈ができる。
5 簡単な流れ場の数値解析ができる。
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1 | オイラーの運動方程式について十分に理解し説明できる。 | オイラーの運動方程式について理解し説明できる。 | オイラーの運動方程式について理解できていない。 |
評価項目2 | ナビエ・ストークス方程式について十分に理解し説明できる。 | ナビエ・ストークス方程式について理解し説明できる。 | ナビエ・ストークス方程式について理解できていない。 |
評価項目3 | ナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことが十分にできる。 | ナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことができる。 | ナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことができない。 |
評価項目4 | レイノルズ応力,ストークス近似について十分に理解し説明できる。 | レイノルズ応力,ストークス近似について理解し説明できる。 | レイノルズ応力,ストークス近似について理解し説明できない。 |
評価項目5 | 流れ場の数値解析ができる。 | 簡単な流れ場の数値解析ができる。 | 簡単な流れ場の数値解析ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
【授業目的】
実在流体の流れを理論的に取り扱う際に,物体の抵抗や管内流動などの問題は流体の粘性の影響は無視できない。本科目では粘性を考慮した流体の運動方程式について学習する。
【Course Objectives】
When flow of the real fluid is dealt with theoretically, the influence of viscosity must be considered. This subject aims at understanding the equation of motion of fluid with viscosity.
授業の進め方・方法:
【授業方法】
講義を中心に授業を進める。適時演習を行い,学習の達成度をチェックする。
【学習方法】
本科目は,微積分,微分方程式等の数学的な知識が必要不可欠であるので,これらについては本科目を履修する前に充分に復習しておくこと。
毎回演習問題等の課題を含む復習として毎回4時間程度の自己学習を義務付ける。課題の解答結果は次回の授業時に提出してもらう。
注意点:
【定期試験の実施方法】
定期試験を行う。時間は50分とする。
【成績の評価方法・評価基準】
定期試験の結果(80%),演習問題等の課題の評価(20%)をもって総合評価する。ナビエ・ストークス方程式の意味を理解,単純な流れ場を対象にナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことができるなどを評価基準とする。
【履修上の注意】
授業での学習と授業外での自己学習で成り立つものである。毎授業には電卓を持参すること。
【学生へのメッセージ】
川の流れ,大気の流れ,管路の流れなど流れは我々の日常生活において身近な現象である。また流れは,工業の世界でも飛行機や自動車の空気抵抗や揚力,水車やポンプの効率などに関係し,流体力学は広くの分野に関わってくる学問である。そして,流れは複雑で,興味深く,奥が深い現象である。その現象を解き明かしていくのが流体力学である。
【教員の連絡先】
研 究 室 A棟3階(A-304)
内線電話 8938
e-mail: tanigawaアットマークmaizuru-ct.ac.jp(アットマークは@に変えること。)
授業計画
|
|
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,オイラーの運動方程式 |
1.オイラーの運動方程式を説明できる。
|
2週 |
オイラーの運動方程式 |
1.オイラーの運動方程式を説明できる。
|
3週 |
粘性流体に生じる力 |
4.流れの現象の物理的解釈ができる。
|
4週 |
ナビエ・ストークスの運動方程式 |
2.ナビエ・ストークス方程式の意味を理解できる。
|
5週 |
渦度輸送方程式,ナビエ・ストークスの運動方程式の厳密解 |
3.単純な流れ場を対象にナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことができる。
|
6週 |
ナビエ・ストークスの運動方程式の厳密解 |
3.単純な流れ場を対象にナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことができる。
|
7週 |
ナビエ・ストークスの運動方程式の厳密解 |
3.単純な流れ場を対象にナビエ・ストークス方程式を解いて,厳密解を導くことができる。
|
8週 |
ストークス近似 |
4.流れの現象の物理的解釈ができる。
|
2ndQ |
9週 |
乱流,レイノルズ応力 |
4.流れの現象の物理的解釈ができる。
|
10週 |
流れの数値解析 |
5.簡単な流れ場の数値解析ができる。
|
11週 |
流れの数値解析 |
5.簡単な流れ場の数値解析ができる。
|
12週 |
流れの数値解析 |
5.簡単な流れ場の数値解析ができる。
|
13週 |
流れの数値解析 |
5.簡単な流れ場の数値解析ができる。
|
14週 |
流れの数値解析 |
5.簡単な流れ場の数値解析ができる。
|
15週 |
流れの数値解析 |
5.簡単な流れ場の数値解析ができる。
|
16週 |
(15週目の後に期末試験を実施) 期末試験返却・達成度確認 |
|
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 | 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 | 後1 |
定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 3 | 後1 |
オイラーの運動方程式を説明できる。 | 3 | 後2,後3,後4 |
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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |