流体力学

科目基礎情報

学校 久留米工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 流体力学
科目番号 0362 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 制御情報工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:JSMEテキストシリーズ 「流体力学」、日本機械学会、丸善 参考書:市川常雄、「水力学・流体力学」、朝倉書店
担当教員 松永 崇

到達目標

1.流体現象を理解し取り扱うことができる。
2.流体現象を理論的に考察し解析することができる。
3.流体関連機器の使用や保守管理に応用できる。

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流体現象を理解し取り扱うことができる。流体現象を理解し取り扱うことがある程度できる。流体現象を理解し取り扱うことができない。
評価項目2流体現象を理論的に考察し解析することができる。流体現象を理論的に考察し解析することがある程度できる。流体現象を理論的に考察し解析することができない。
評価項目3流体関連機器の使用や保守管理に応用できる。流体関連機器の使用や保守管理にある程度応用できる。流体関連機器の使用や保守管理に応用できない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE B-2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
水や空気などの液体や気体の流れの性質、機構、法則、流体測定など、流れを扱うための基礎的知識を習得する。流れ現象を利用したものには、流体機械(ポンプ、水車、送風機など)、船舶、飛行機、流体輸送システム、空調システム、化学プラントなどがあるが、これらに共通な流れの基礎理論と力学法則を理解し定着させることにより、これらの設計製作、運転、保守管理、制御するために必要な能力を養う。
授業の進め方・方法:
授業内容の要点を、教科書を参考にしながら、板書して説明を行い理解させる。その際に、身近な現象や社会的な話題なども紹介し、流体現象に興味と関心を持ってもらうようにする。また、授業中の例題や演習問題を通して、問題の考え方や解き方を学んでもらう。なお、適宜、課題をレポートにして提出してもらい、自分のものとして修得させる。
注意点:
履修にあたり物理や数学の基礎知識が必要である。
定期試験(中間+期末)の成績90%、課題レポートの成績10%を目安として成績評価を行う。
評価基準:60点以上を合格とする。なお、再試験は学期末に一回行う。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 はじめに、流体力学とは
単位と流体の基本的性質(密度、比重、比重量)
流体力学の概要と流体の各種物性値の定義と単位を説明できる。
2週 流体の基本的性質(粘度法則と粘度、圧縮率、表面張力)と流体の分類 ニュートンの粘性法則、流体の分類について説明できる。
3週 静止流体の力学(圧力、圧力の測定法、壁面に及ぼす流体の力) 圧力、全圧力、圧力の中心について説明と計算ができる。マノメータの原理を理解し、圧力測定ができる。
4週 静止流体の力学(壁面に及ぼす流体の力、浮力、相対的静止の力学) 静止流体中の物体に働く力を求めることができる。また、相対的静止の問題を理解できる。
5週 流体運動の基礎理論(流線、連続の式、オイラーの運運動方程式) 流線、連続の式を理解し、応用することができる。
6週 流体運動の基礎理論(ベルヌーイの定理と応用) ベルヌーイの定理を理解し、応用することができる。
7週 流体運動の基礎理論(運動量の法則と応用、角運動量の法則) 運動量の法則を理解し、応用することができる。
8週 以上までの演習 各種の問題を理解し、解くことができる。
2ndQ
9週 円管内の流れ(層流) 円管内層流の場合の速度分布の求め方、ハーゲン・ポアズイユの法則を説明できる。
10週 円管内の流れ(乱流) 円管内層流の場合の速度分布の求め方を理解し、速度分布を説明できる。
11週 管内の摩擦圧力損失(滑らかな円管、あらい円管、非円管) 円管内の摩擦圧力損失を計算できる。
12週 管路における諸損失(断面積変化、方向変化、合流・分岐) 管路における諸損失を計算できる。
13週 物体まわりの流れ(抗力と揚力) 流れの中にある物体の抗力と揚力を計算できる。
14週 流体の運動方程式と境界層、次元解析と相似則 流体の運動方程式、境界層、次元解析について説明できる。
15週 まとめ、以上までの演習 各種の問題を理解し、解くことができる。
16週

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

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90100000100
基礎的能力0000000
専門的能力90100000100
分野横断的能力0000000