概要:
①水力学の基礎を理解し、流体に関わる工学上の諸問題を解決する能力を身につける。
②種々の実験式や公式の基礎となっている物理現象及び理論を理解する。
③規格や実験式、図・表から必要なデータを抽出し、利用する技能を習得する。
授業の進め方・方法:
数学、物理学などのこれまでに履修した関連科目を統合する意識を持つこと。種々の実験式や公式の基礎となってる物理的考え方を身に付けること。 諸物理量の単位操作により様々な式の物理的意味を理解できるようになること。 教科書の図や表は重要な情報源であり、これらから必要な情報を読み取る能力を身につけること。
教科書の例題や演習問題は自ら解いて理解を深め、水力学の基礎を身につけると同時に、応用力を身につけること。(指定科目B)
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
授業計画の説明 流体の物理的性質 |
授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明 水力学にあらわれる物理量の単位と単位系、流体の物性と物理的性質を理解する。
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2週 |
流体の物理的性質 |
水力学にあらわれる物理量の単位と単位系、流体の物性と物理的性質を理解する。
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3週 |
流体の物理的性質 流体の静力学 |
水力学にあらわれる物理量の単位と単位系、流体の物性と物理的性質を理解する。 圧力、圧力の特質、圧力の測定、浮力、流体静力学の基礎式を理解する。
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4週 |
流体の静力学 |
圧力、圧力の特質、圧力の測定、浮力、流体静力学の基礎式を理解する。
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5週 |
流体の静力学 |
圧力、圧力の特質、圧力の測定、浮力、流体静力学の基礎式を理解する。
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6週 |
流体の静力学 |
圧力、圧力の特質、圧力の測定、浮力、流体静力学の基礎式を理解する。
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7週 |
流体運動の基礎理論(Ⅰ-1) |
水力学で使われる用語を理解する。
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8週 |
前期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
試験答案の返却及び解説 |
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10週 |
流体運動の基礎理論(Ⅰ-2) |
連続の式、オイラーの運動方程式を理解する。
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11週 |
流体運動の基礎理論(Ⅰ-2) |
連続の式、オイラーの運動方程式を理解する。
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12週 |
流体運動の基礎理論(Ⅱ) |
ベルヌーイの定理とその応用について学ぶ。
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13週 |
流体運動の基礎理論(Ⅱ) 流体運動の基礎理論(Ⅲ) |
ベルヌーイの定理とその応用について学ぶ。
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14週 |
流体運動の基礎理論(Ⅲ) |
渦運動を理解する。
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15週 |
前期末試験 試験答案の返却及び解説 |
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
運動量の法則とその応用 |
運動量の法則を理解し、その応用として曲り管路や流れ中の物体に働く流体力、噴流の挙動や推進力について学ぶ。
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2週 |
運動量の法則とその応用 |
運動量の法則を理解し、その応用として曲り管路や流れ中の物体に働く流体力、噴流の挙動や推進力について学ぶ。
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3週 |
運動量の法則とその応用 |
運動量の法則を理解し、その応用として曲り管路や流れ中の物体に働く流体力、噴流の挙動や推進力について学ぶ。
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4週 |
運動量の法則とその応用 流体摩擦及び境界層 |
運動量の法則を理解し、その応用として曲り管路や流れ中の物体に働く流体力、噴流の挙動や推進力について学ぶ。 層流と乱流、流体摩擦一般、管摩擦、境界層を理解する。それらの応用としての管路の流れについて学ぶ。
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5週 |
流体摩擦及び境界層 |
層流と乱流、流体摩擦一般、管摩擦、境界層を理解する。それらの応用としての管路の流れについて学ぶ。
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6週 |
流体摩擦及び境界層 |
層流と乱流、流体摩擦一般、管摩擦、境界層を理解する。それらの応用としての管路の流れについて学ぶ。
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7週 |
流体摩擦及び境界層 |
層流と乱流、流体摩擦一般、管摩擦、境界層を理解する。それらの応用としての管路の流れについて学ぶ。
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8週 |
後期中間試験 |
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4thQ |
9週 |
試験答案の返却及び解説 |
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10週 |
物体に作用する流体力(Ⅰ) |
物体に働く圧力抗力及び摩擦抗力、物体の後流と流体抵抗について学ぶ。
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11週 |
物体に作用する流体力(Ⅰ) |
物体に働く圧力抗力及び摩擦抗力、物体の後流と流体抵抗について学ぶ。
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12週 |
物体に作用する流体力(Ⅰ) 物体に働く流体力(Ⅱ) |
物体に働く圧力抗力及び摩擦抗力、物体の後流と流体抵抗について学ぶ。 翼に作用する揚力及び抗力について学ぶ。
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13週 |
物体に働く流体力(Ⅱ) |
翼に作用する揚力及び抗力について学ぶ。
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14週 |
次元解析と相似法則 |
次元解析と相似法則の意義、次元解析、相似法則を学ぶ。
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15週 |
学年末試験 試験答案の返却及び解説 |
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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 |
圧縮性流体と非圧縮性流体の違いを説明できる。 | 4 | 前2 |
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。 | 3 | 前2 |
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | 前3 |
パスカルの原理を説明できる。 | 4 | 前3,前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 | 前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 | 前5 |
物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | 前6 |
定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | 前7 |
流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 前7 |
質量保存則と連続の式を説明できる。 | 4 | 前10 |
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 |
オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | 前11 |
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13 |
ピトー管、ベンチュリー管、オリフィスを用いた流量や流速の測定原理を説明できる。 | 4 | 前13 |
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14 |
層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 後1 |
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 | 後1 |
円管内層流および円管内乱流の速度分布を説明できる。 | 4 | 後2 |
ハーゲン・ポアズイユの法則を説明できる。 | 4 | 後3 |
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 | 後4 |
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 | 後4 |
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 | 後4,後5,後6,後7 |
流れの中の物体に作用する抗力および揚力について説明できる。 | 4 | 後10,後11 |
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 | 後12 |
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 | 後13 |