到達目標
・粘性法則と,それに関わるナビエ・ストークスの式の取り扱い方を理解する。
・ポテンシャル流れと,それに関わる流動現象の数学的な取り扱い方を理解する。
・圧縮性流れと,それに関わる現象を理解する。
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 | 粘性法則と,それに関わるナビエ・ストークスの式の取り扱い方を理解する。 | 粘性法則と,それに関わるナビエ・ストークスの式の取り扱い方を理解する。 | 粘性法則と,それに関わるナビエ・ストークスの式の取り扱い方を理解する。 |
| 評価項目2 | ポテンシャル流れと,それに関わる流動現象の数学的な取り扱い方を理解する。 | ポテンシャル流れと,それに関わる流動現象の数学的な取り扱い方を理解する。 | |
| 評価項目3 | 圧縮性流れと,それに関わる現象を理解する。 | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
流動現象の基礎理論と,その応用について幅広く知識を取得させる。流体現象を深く理解し,理論的な説明と解釈を容易にして,流体を取り扱うために必要な技術力と応用力を身につける。
授業の進め方・方法:
予習および復習がしやすいように教科書を中心とした講義を行う。まず,流体に関する現象をなるべく身近な例で解説し,それらの現象の捉え方,考え方が身につけられるように解説を加える。できるだけ多くの図表や実用的な数式を用いて,現象を理解し,定量的に表現できるように進める。また,自ら演習問題を解くなど,予習復習をして授業内容の理解に努めること。
注意点:
本科目は,学修単位科目であるので,授業時間以外での学修が必要であり,これを課題として課す。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
連続の式 |
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| 2週 |
粘性法則 |
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| 3週 |
ナビエ・ストークスの式(運動量保存則,ナビエ・ストークスの式の近似) |
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| 4週 |
ナビエ・ストークスの式(境界条件,移動および回転座標),オイラーの式 |
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| 5週 |
演習問題(流体の運動方程式) |
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| 6週 |
ポテンシャル流れの基礎式,速度ポテンシャル,流れ関数) |
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| 7週 |
複素ポテンシャル,基本的な2次元ポテンシャル流れ |
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| 8週 |
円柱周りの流れ,ジューコフスキー変換 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
演習問題(ポテンシャル流れ) |
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| 10週 |
マッハ数による流れの分類,圧縮性流れの基礎式 |
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| 11週 |
圧縮性流れの基礎式(連続の式,運動方程式,運動量の式,エネルギーの式,流線とエネルギーの式) |
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| 12週 |
等エントロピー流れ |
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| 13週 |
衝撃波の関係式 |
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| 14週 |
演習問題(圧縮性流体の流れ) |
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| 15週 |
まとめ |
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| 16週 |
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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 | 熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱いかたを説明できる。 | 4 | |
| 流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 4 | |
| 圧縮性流体と非圧縮性流体の違いを説明できる。 | 4 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | |
| 質量保存則と連続の式を説明できる。 | 4 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | |
| エネルギー保存則とベルヌーイの式を説明できる。 | 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 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 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 |
| 基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |