概要:
流体の流れ現象は、工業上の様々な分野に関連するだけでなく日常生活の中にも数多く存在する。流体力学ではこれらの現象に関する基礎知識や理論の習得、その工学的応用を目的とする。
授業の進め方・方法:
基本的に板書にて授業を進めます。必要に応じてスライドを用います。授業中に演習課題の時間を設けることがあります。
注意点:
全ての授業で関数電卓を使います。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
流体の基礎 |
流体力学に関する物理量や基礎事項を説明できる。
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2週 |
流体の基礎 |
流体の静力学について理解ができ、静力学の問題を解くことができる。
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3週 |
一次流れ |
定常流と非定常流の違いが理解でき、流線と流管の定義を説明できる。
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4週 |
一次流れ |
連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。
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5週 |
一次流れ |
オイラーの運動方程式を説明できる。
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6週 |
ベルヌーイの定理 |
ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。
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7週 |
運動量の法則 |
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。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
層流と乱流 |
層流と乱流の違いが説明できる。
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10週 |
層流と乱流 |
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。
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11週 |
管路の書損失 |
ダルシー・ワイスバッハの式、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。
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12週 |
境界層 |
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。
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13週 |
抗力 |
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。
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14週 |
揚力 |
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。
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15週 |
まとめ |
流体の動力学、管路内の流れ、抗力と揚力に関する諸問題を計算することができる。
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16週 |
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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 | 前1 |
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 | 前1 |
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 | 前1 |
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | 前2 |
パスカルの原理を説明できる。 | 4 | 前2 |
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 | 前2 |
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 | 前2 |
物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | 前2 |
定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | 前3 |
流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 前3 |
連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | 前4 |
オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | 前5 |
ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | 前6 |
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 | 前7 |
層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 前9 |
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 | 前10 |
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。 | 4 | 前11 |
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。 | 4 | 前11 |
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。 | 4 | 前12 |
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。 | 4 | 前13 |
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。 | 4 | 前14 |