到達目標
流体力学(1)ニュートンの粘性の法則を理解し,説明できる。
(2)レイノルズ゙数の意味と用途を理解し,説明できる。
(3)ダルシー・ワイスバッハの式を理解し,説明できる。
(4)円管内の層流の流速分布を理解し,説明できる。
(5)ハーゲン・ポアズイユの法則を理解し,説明できる。
(6)境界層を理解し,説明できる。
(7)円管内の乱流の流速分布を理解し,説明できる。
(8)管路の損失ヘッドと水力勾配線を理解し,説明できる。
流体機械(1)ターボ機械の分類や特徴,作動原理について理解し,説明できる.
(2)ターボ機械の構成要素と内部流れについて理解し,説明できる.
(3)ターボ機械の性能や運転について理解し,説明できる.
(4)代表的なターボ機械の種類や特徴について理解し,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 | ニュートンの粘性の法則を理解し,正しく説明できる。 | ニュートンの粘性の法則を理解し,説明できる。 | ニュートンの粘性の法則を理解し,説明できない。 |
評価項目2 | レイノルズ゙数の意味と用途を理解し,正しく説明できる。 | レイノルズ゙数の意味と用途を理解し,説明できる。 | レイノルズ゙数の意味と用途を理解し,説明できない。 |
評価項目3 | ダルシー・ワイスバッハの式を理解し,正しく説明できる | ダルシー・ワイスバッハの式を理解し,説明できる | ダルシー・ワイスバッハの式を理解し,説明できない. |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 1
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機械工学科 到達目標 M1 機械工学科 基礎知識
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教育方法等
概要:
「流体力学」および「流体機械」に関する講義を行う.
当科目における「水力学」の分野では,流体の粘性が流れに影響を及ぼす問題を中心に授業を行う。概ね以下の順序で授業を進行する。(1)粘性の影響は管壁に出る。/(2)粘性は圧力を損失させる。/(3)粘性は、流れの状態(層流と乱流)に影響し,レイノルズ数Reで判断する。/(4)層流の流速分布。
/(5)乱流の流速分布。/(6)境界層内の流速分布。
「流体機械」の分野では,特にターボ形流体機械(以下,ターボ機械)の理解を目的として,ターボ機械の分類,作動原理,性能など,ターボ機械の一般的な知識と理論,運転特性や運転時に発生する諸現象について解説する.また代表的なターボ機械(ターボポンプ,ターボ送風機,水車,風車など)についての概略を解説する.
本科目の履修によって,水力学やターボ機械の基礎知識を理解し,それらに関する演習問題を解くことができる.
授業の進め方・方法:
定期試験: 2回(中間・期末)実施し,全評価の90%とする.
中間試験では,「流体力学」の到達目標(1)~(8)を,
期末試験では,「流体機械」の到達目標(1)~(4)を評価する.
課題:全評価の10%とし,全ての到達目標を評価する.課題未提出者は欠席と判断する.
合否判定:定期試験と課題の評価により,総合成績が60点以上の受講生を合格とする.
再評価試験:期末試験後に中間・期末の全範囲を対象に1回のみ実施し,70点以上の得点で合格(最終成績60点)とする.ただし,定期試験と課題の総合成績により,50点以上60点未満の評価を獲得した者のみ受験できる.
注意点:
流体工学1、2の単位を取得していることを想定して講義します.また,本科目は学修単位科目であり,1回の講義(90分)あたり180分以上の予習復習をしているものとして講義・演習を進めます.
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 |
流体摩擦
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2週 |
管摩擦損失
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3週 |
損失ヘッドと損失を考慮したベルヌーイの式
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4週 |
水力こう配線とエネルギーこう配線
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5週 |
境界層の定義
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6週 |
境界層内の速度分布
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7週 |
境界層のはく離
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8週 |
中間試験 第1回から第7回までの範囲で試験を行う.
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4thQ |
9週 |
流体のエネルギー利用とターボ機械
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10週 |
ターボ機械の構成要素と内部流れ
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11週 |
ターボ機械の性能と運転
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12週 |
ポンプ
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13週 |
送風機と圧縮機
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14週 |
水車,風車およびその他の流体機械
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15週 |
期末試験 第9回から第14回までの範囲で試験を行う.
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16週 |
まとめ 第15回までの授業について,まとめを行う.
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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 | 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理解し、流れの状態に適用できる。 | 3 | |
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。 | 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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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 | 合計 |
総合評価割合 | 90 | 90 |
基礎的能力 | 0 | 0 |
専門的能力 | 90 | 90 |
分野横断的能力 | 0 | 0 |