到達目標
1．理想流体の運動として，質量保存則・エネルギ保存則・運動量保存則の意味を理解し，連続の式・ベルヌーイの定理を用いて流量，速度，圧力，全ヘッドの計算ができる．運動量の式を適用して流体から受ける力や各種流体機械の原理について理解し計算ができる．
2．粘性流体の運動の支配方程式から導出できる流体現象とその厳密解（平行平板間の流れ：クエット流れ・2次元ポアズイユの流れ・クエットポアズイユの流れ、円管内流れ（ポアズイユの流れ））を理解し、速度分、最大速度、流量、平均速度、せん断応力の計算ができる．
3．次元解析の方法を理解し、ロードレイリーの方法やバッキンガムのπ定理を用いて計算できる．相似則の意味を理解し，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1 | 理想流体における質量保存則・エネルギー保存則・運動量保存則の意味を十分に理解した上で応用して計算ができる． | 理想流体における質量保存則・エネルギー保存則・運動量保存則を理解した上で計算ができる． | 理想流体における質量保存則・エネルギー保存則・運動量保存則が理解できず，計算もできない． |
| 評価項目2 | ナビエストークスの方程式を理解する． | ナビエストークスの各項の物理的な意味を理解し、説明できる． | ナビエストークスの各項の物理的な意味を理解し、説明できる． |
| 評価項目3 | NS方程式の厳密解である平行平板間の流れ・円管内流れの計算ができる． | NS方程式の厳密解である平行平板間の流れ・円管内流れの各種計算ができる． | NS方程式の厳密解である平行平板間の流れ・円管内流れの各種計算ができない． |
| 評価項目4 | 次元解析・相似則の意味を理解し、説明できかつ計算できる． | 次元解析と相似則の意味を理解し説明でき、計算できる． | ク次元解析と相似則の意味を理解できず、計算できない． |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程（本科１〜５年）学習教育目標 （２）
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JABEE基準 (d-2a)
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JABEE基準 (d-2b)
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システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 D-1
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教育方法等
概要:
流体の運動である流れを力学的に取り扱う科学技術の分野は極めて広く多岐にわたっている．本講義では，流体現象の基礎的な知識・考え方を修得して，実際の流体が及ぼす力の作用が理解でき，応用・展開が図れる能力の育成を目的とする．４年次では，流体工学の基礎である流体の基本的性質，静止流体の力学，そして，理想流体の運動を理解し，基礎方程式を用いて解析ができる事を目的とする．
授業の進め方・方法:
流体工学の基礎的事項である流体の基本的性質や静止流体の力学をしっかりと理解することが重要である．その上で、各種保存則から導かれる各種方程式の物理的な意味や応用力を養う．理解を深めるため，適宜，簡易な器具を用いての机上実験や実例解説，さらには演習問題を例示しながら講義を進める．
注意点:
関連科目：
エネルギー基礎力学．応用物理などとの関連が深い．
学習指針：
数学的な取扱いも多いが，各自の様々な経験や身近な体験を通して説明できるまで理解することが重要である．
自己学習：
目標を達成するためには，授業以外にも下記の補助教材・参考書を適宜使用し復習に努めるとともに理解を深める必要がある．関連する図書も参考に自学・自習すること．
事前学習：講義資料は事前に閲覧が可能です。適宜、活用してください。講義中は集中して受講してください。
事後展開学習：演習問題を自分で解くことが重要です。また、不明な点があれば、教員に質問することが大事です。
学修単位の履修上の注意
章末問題および他に提供する各章毎の問題（プリント）を講義で説明した後に各自自分で解くことが必要である。解らない場合には、教員に聞きに来るようにしてください。テストでは全く同じ問題は出さないが、同程度の問題を出すようにしています。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
エネルギー保存と運動量保存(1) |
流線・流跡・流脈線について理解し，説明できる．質量保存測を理解し、連続の式を使って計算できる．
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| 2週 |
エネルギー保存と運動量保存(2) |
エネルギー保存則からベルヌーイの定理を導くことができる．かつ、成立条件についても理解し、説明できる．
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| 3週 |
エネルギー保存と運動量保存(3) |
連続の式・ベルヌーイの定理を使って各種演習問題を解く．
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| 4週 |
エネルギー保存と運動量保存(4) |
オイラーの運動方程式を理解し、説明できる．オイラーの運動方程式からベルヌーイの定理を誘導できる．
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| 5週 |
エネルギー保存と運動量保存(5) |
ベルヌーイの定理の応用としてトリチェリの定理、ピトー管、ベンチュリ管を理解し、計算できる．
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| 6週 |
エネルギー保存と運動量保存(6) |
運動量保存則を理解し、計算できる．
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| 7週 |
エネルギー保存と運動量保存(7) |
角運動量保存則を理解し、計算できる．
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| 8週 |
前期中間試験 |
授業内容を理解し，試験問題に正しく解答することができる．
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| 4thQ |
| 9週 |
粘性流体の運動(1) |
オイラーの運動方程式に粘性力を考慮したナビエストークスの方程式を理解し、説明できる．
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| 10週 |
粘性流体の運動(2) |
ナビエストークス方程式の厳密解である平行流(クエット流れ)の意味を理解し、計算ができる．
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| 11週 |
粘性流体の運動(3) |
ナビエストークス方程式の厳密解である平行流(2次元ポアズイユ流れ・クエットポアズイユの流れ)の意味を理解し、計算ができる．
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| 12週 |
粘性流体の運動(4) |
ナビエストークス方程式の厳密解である円管内流(ポアズイユ流れ)の意味を理解し、計算ができる．
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| 13週 |
次元解析(1) |
ロードレイリーの方法を理解し、計算できる．
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| 14週 |
次元解析(2) |
バッキンガムのπ定理の方法を理解し、計算できる．
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| 15週 |
相似則 |
相似則の意味を理解し、説明できる。相似則のうち力学的相似則である各種無次元数について理解できる．
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| 16週 |
前期末試験 |
授業内容を理解し，試験問題に正しく解答することができる．
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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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | |
| パスカルの原理を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 平面や曲面に作用する全圧力および圧力中心を計算できる。 | 4 | |
| 物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | |
| 連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 演習レポート | 授業態度など | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 20 | 110 |
| 基礎的能力 | 40 | 10 | 20 | 70 |
| 専門的能力 | 30 | 10 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |