到達目標
1.静止流体において、圧力、マノメータ方程式、壁面に作用する全圧力、及び加速度場での液面形状について理解できる。
2.定常１次元流れにおいて、連続の関係、運動方程式を導出できる。
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 |
| 静止流体において、圧力、マノメータ方程式、壁面に作用する全圧力、及び加速度場での液面形状について理解できる。 | 静止流体の圧力やマノメータ方程式、全圧力などの具体的問題について記述することができる． | 静止流体の圧力やマノメータ方程式、全圧力などの原理が理解出来る． | 静止流体の圧力やマノメータ方程式、全圧力などの原理が理解できない． |
| 定常１次元流れにおいて、連続の関係、運動方程式を導出。 | 定常１次元流れにおいて、連続の関係、運動方程式を導出して、それらの関係を例題等に適用することができる。 | 定常１次元流れにおいて、連続の関係、運動方程式を導出することが出来る． | 定常１次元流れにおいて、連続の関係、運動方程式を導出することが出来ない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
流体力学は幅広い分野に応用されています。本授業では、流れの物理現象を機械工学及びその周辺分野において、どのように取り扱うのかについて入門学習を行います。具体的には、第1に流体力学における各種の基礎式を正しく理解し、次に、こうした基礎式と流れ現象を結び付けて流体工学上の諸問題を解決する基礎力を養成する。
授業の進め方・方法:
本授業では、流れの力学的概念を表す式の内、重要なものに限って取り扱い、その力学的な意味と導出過程の説明を行うことで、機械工学に関連する流れ現象の重要項目に関連させ、その考え方、考察方法について基本的な理解力の養成を目指す。
注意点:
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
流体力学の歴史と役割（授業ガイダンス） |
流体力学の歴史と役割について理解できる
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| 2週 |
単位系・密度・圧縮性・粘性・表面張力 |
単位系・密度・圧縮性・粘性・表面張力について理解できる
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| 3週 |
圧力の等方性・圧力分布① |
圧力の等方性・圧力分布について理解できる
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| 4週 |
圧力の等方性・圧力分布② |
圧力の等方性・圧力分布について理解できる
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| 5週 |
液柱圧力計・壁面に働く全圧力① |
液柱圧力計・壁面に働く全圧力について理解できる
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| 6週 |
液柱圧力計・壁面に働く全圧力② |
液柱圧力計・壁面に働く全圧力について理解できる
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| 7週 |
課題演習と解答 |
前期中間までの内容についての演習問題について理解できる
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| 8週 |
前期中間試験 |
前期中間試験
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験答案の返却と解説 |
試験答案の解説について理解できる
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| 10週 |
流体運動の概説及び連続の式 |
流体運動の概説及び連続の式について理解できる
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| 11週 |
オイラーの運動方程式 |
オイラーの運動方程式について理解できる
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| 12週 |
ベルヌーイの定理とその適用 |
ベルヌーイの定理とその適用について理解できる
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| 13週 |
回転場のエネルギー式 |
回転場のエネルギー式について理解できる
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| 14週 |
課題演習と解答 |
前期期末までの内容についての演習問題について理解できる
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| 15週 |
〔前期末試験〕 |
〔前期末試験〕
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| 16週 |
前期末試験の返却と解説 |
前期末試験の解説について理解できる
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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 | 前1,前7,前8,前9 |
| 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2,前7,前8,前9 |
| 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2,前7,前8,前9 |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | 前3,前4,前7,前8,前9 |
| パスカルの原理を説明できる。 | 4 | 前3,前4,前7,前8,前9 |
| 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5,前6,前7,前8,前9 |
| 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5,前6,前7,前8,前9 |
| 物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | 前5,前6,前7,前8,前9 |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | 前10,前14,前15,前16 |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 前10,前14,前15,前16 |
| 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10,前11,前14,前15,前16 |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | 前11,前12,前14,前15,前16 |
| 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12,前14,前15,前16 |
| 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 | 課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 40 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |