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授業の目標
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流体とは,液体と気体の総称です.エネルギー変換の殆どは流体を介しており,これを学ぶ学問が,流体機械工学または流体力学(水力学)と呼ばれており,総称として流体工学と呼びます. 本講義では,流体力学の運動の基礎から,流体機械工学の基礎について理解を深めることを目標とする.
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到達目標
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流体工学は,4力(機械力学,材料力学,熱力学,流体力学)のうちの一つであり,機械技術者において不可欠な学問である. 講義では,以下の項目を理解することを目標とする. (1)質量と運動量の保存則の理解 (2)基礎的な粘性流体の力学 (3)層流および乱流 (4)ベルヌーイの定理の理解(エネルギー保存則)
ディプロマ・ポリシーでは,DP1【知識・理解・技術】に相当します.
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身につく能力
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<全学ディプロマ・ポリシー>
○【知識・理解・技術】 1.各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】 2.幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】 3.多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】 4.時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】 5.専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【グローカル・創造的思考力】 6.地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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授業計画に従い,講義を実施する. 講義の理解度を確認するため,演習課題を4回程度実施し,期末試験と合わせ評価する.
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授業の計画
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第1回:流体工学の講義概要 第2回:流体の物理的性質(密度,比重,粘度,圧縮率) 第3回:流体の物理的性質(完全ガスの性質,音速,表面張力,飽和蒸気圧) 第4回:圧力・パスカルの原理・液柱計 第5回:静止流体力学・浮力 第6回:さまざまな流れ 第7回:1次元流れ(連続の式,ベルヌ―イの定理) 第8回:1次元流れ(損失および外部とのエネルギー授受) 第9回:運動量の法則(運動量の法則と応用) 第10回:運動量の法則(急拡大管,ジェットエンジン,角運動量の法則) 第11回:層流と乱流,レイノルズ数,せん断応力 第12回:管内流れ・速度分布 第13回:圧力損失 第14回:管路の圧力損失 第15回:管路の総損失および動力,演習課題 期末試験
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授業時間外学修の指示
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講義の不明点や理解度を確認するため,本講義では復習を兼ねた演習問題を(4回程度)実施する.演習問題は次週までに提出を求めるため,講義時間外での学習が数週に1時間程度必要となる.
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成績評価の方法
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演習課題(40点)と定期試験(60点)とし,総合的に評価する.
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テキスト・参考書等
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テキスト:菊山功嗣,佐藤勝志,”流体システム工学”,共立出版,税込み3000円 ISBN:978-4-320-08088-1
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履修上の留意点
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演習課題は,適宜manabaにアップロードする. 演習課題・解答例については,manabaにて確認すること
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資料
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備考
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