到達目標
1.流体力学を学ぶにあたって必要な基礎的事項を学び,それらを理解して説明できる.
2.静止する流体に働く力およびそれに関する重要な法則にを学び,理解し,それらに関する応用問題を解けるようになる.
3.質量保存則と運動量保存則を導出してその意味を理解し,それらに関する応用問題を解けるようになる.
4.ベルヌーイの定理を導出してその意味を理解し,それに関する応用問題を解けるようになる.
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 | 最低限の到達レベルの目安(可) | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 流体の物理的性質,流体の定義を理解して説明できる.それらに関する応用問題を解ける. | 流体の物理的性質,流体の定義を理解して説明できる.それらに関する問題を解ける. | 流体の物理的性質,流体の定義を理解して説明できる.それらに関する基礎的な問題を解ける. | 流体の物理的性質,流体の定義を理解して説明できる.それらに関する基礎的な問題を解けない. |
評価項目2 | 静止流体の力学に関連する応用問題を解ける. | 静止流体の力学に関連する問題を解ける. | 静止流体の力学に関連する基礎的な問題を解ける. | 静止流体の力学に関連する基礎的な問題を解けない. |
評価項目3 | 流体の基本的な挙動および各種保存則について理解した上で説明でき,それらに関する応用問題を解ける. | 流体の基本的な挙動および各種保存則について理解した上で説明でき,それらに関する問題を解ける. | 流体の基本的な挙動および各種保存則について理解した上で説明でき,それらに関する基礎的な問題を解ける. | 流体の基本的な挙動および各種保存則について理解した上で説明でき,それらに関する基礎的な問題を解けない. |
学科の到達目標項目との関係
JABEE (C)
説明
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教育目標 (E)④
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教育方法等
概要:
流体力学の基礎的概念を学習する.その物理的内容を深く理解するとともに,数理的取り扱いに習熟することによって,広い応用性をも身につける.
授業の進め方・方法:
毎回講義プリントを配布する.
注意点:
受講者は,授業計画で予定されている授業の内容について,授業計画に記されているキーワード等を参考図書(初回の講義時に紹介)に基づいて概念的な内容を予習しておくことが
望ましい.受講者は,授業が終わった後,理解できなかった内容を把握して復習しておくこと.小テストと期末試験では,講義の中で扱った内容のみでなく,予習と復習による展開力を確かめる内容についても評価する.理解不十分な点等があれば教員に質問すること.
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 |
はじめに 単位と次元,密度,比重,圧縮率 |
講義の概要とその進め方および評価方法と評価基準について説明する.密度,比重,圧縮率などの流体の物理的性質について理解した上で説明でき,それらを計算できる.
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2週 |
粘性,表面張力,圧力 流体の定義 |
粘性,表面張力,圧力などの流体の物理的性質について理解した上で説明でき,それらを計算できる.流体の定義について理解した上で説明できる.
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3週 |
流体に働く応力 圧力と圧力計 |
流体に働く応力について理解した上で説明できる.静止流体に働く圧力について理解した上で説明できる.それらに関する応用問題を解ける.
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4週 |
浮力と浮揚体の安定性 相対的静止 |
浮力,浮揚体の安定性および相対的静止について理解した上で説明できる.それらに関する応用問題を解ける.
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5週 |
流れを表す方法 流体の基本的挙動 |
流れを表す方法(ラグランジュの方法とオイラーの方法)について理解した上で説明できる.流体の基本的挙動(伸び,せん断,回転)について理解した上で説明できる.
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6週 |
質量保存則と運動量保存則 ナビエ・ストークス方程式 |
質量保存則と運動量保存則について理解した上で導出でき,説明できる.ナビエ・ストークス方程式について理解した上で説明できる.それらに関する応用問題を解ける.
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7週 |
オイラー方程式 ベルヌーイの定理 |
オイラー方程式およびベルヌーイの定理について理解した上で説明できる.それらに関する応用問題を解ける.
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8週 |
期末試験 試験返却 |
期末試験を行い,授業の理解度をはかる. 試験を返却して解説する.
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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 | |
層流と乱流の違いを説明できる。 | 2 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
知識の基本的な理解 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
思考・推論・創造への適用力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
汎用的技能 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |