最終更新日:2017/01/23
Syllabus流体工学
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概要
対象年度 年度 2017 (週1コマ)春期 開講時限 火3
開講学部・学科等 理工
科目コード 641003600 科目ナンバー SEM03730
授業名 流体工学
英文授業名 Fluid Engineering
担当教員 玉木 秀明

授業形態 講義
e-learning利用 その他:
担当形態
関連する授業
当科目履修前に履修して
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後続関連授業
教職課程科目
テーマ・キーワード

授業の概要・ねらい 授業の狙い:
主として「流体力学A」で学んだ、工学上重要な流体工学の基礎法則の復習と粘性流体の力学の基礎を講義する。合わせて、ナビエ・ストークスの方程式、渦に関する理論も学ぶ。また、流体工学の応用例としてターボ機械について説明する。
到達目標:
流体工学の基礎法則である連続の式、運動方程式、エネルギ保存則を用いて、流れ場に置かれた物体周りの流速や物体に作用する力を予測できる知識を習得する。
到達目標 連続の式、エネルギ式を組み合わせ、実用的な問題(1次元レベル)を解くことができること。理想的な流れと現実の流れの差異を把握する。
教科書と準備するもの 流れの工学 山根隆一郎 著 丸善 (@3000+税)
参考書 流体工学、流体力学の参考書は多数刊行されている。
「よくわかる水力学」宮田昌彦編著,水木新平,辻田星歩共著,オーム社
流体力学30講 戸田盛和 著 朝倉書店
物理学選書14 流体力学(前編)今井功 著 裳華房
連続体力学の話法 流体力学,材料力学の前に 清水昭比古著 森北出版



評価の基準 連続の式、運動方程式、エネルギ保存則を用いて流れに関わる現象を説明できる。
層流、乱流、境界層の概念を理解し、物体に働く抵抗を予測できる。
ナビエ・ストークスの方程式の理解。
具体的評価方法 平常点30%、定期試験70% 
平常点は、授業への参加状況と課題(2回を予定)の提出状況から判断する。
授業評価アンケート
フィードバック・
受講生へメッセージ
図を見やすくすし、数式に頼らずより直観的な理解が可能となるようにする。また、ナビエ・ストークスの方程式の導出、渦の特性など、より複雑な内容についても解説する。
単位互換
特記

授業計画
第1回 内容
流体の性質と流れ(序論)
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書の1章に目を通しておくこと
授業実施特記
第2回 内容
流体工学の基礎(1)
力学の基礎法則の流体運動への適用
連続の式
ベルヌーイの式
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書2.1~2.3に目を通しておくこと
授業実施特記
第3回 内容
流体工学の基礎(2)
ベルヌーイの式の応用例
運動量の式
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書2.4~2.5に目を通しておくこと
授業実施特記
第4回 内容
流体工学の基礎(3)
運動方程式
運動方程式とベルヌーイの式、運動量の式との関係
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書2.6~2.7に目を通しておくこと
授業実施特記
第5回 内容
流体工学の基礎(4)
運動方程式(ナビエ・ストークスの式)
授業時間外における学修(予習・復習等) p.39、p.41に目を通しておくこと
授業実施特記
第6回 内容
流体工学の基礎(5)
運動方程式(ナビエ。ストークスの式)
流れの相似則
授業時間外における学修(予習・復習等) 第5回の復習をしておくこと
授業実施特記
第7回 内容
管路内流動に伴う流体のエネルギー損失と計算法(1)
管路内流れのエネルギー損失
直円管内流れのエネルギー損失
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書3.1~3.2に目を通しておくこと
授業実施特記
第8回 内容
管路内流動に伴う流体のエネルギー損失と計算法(2)
直円管内流れのエネルギー損失
直管以外の部分におけるエネルギー損失
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書3.3に目を通しておくこと
授業実施特記
第9回 内容
管路内流動に伴う流体のエネルギー損失と計算法(3)
直管以外の部分におけるエネルギー損失
管路網全体のエネルギー損失
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書3.4に目を通しておくこと
授業実施特記
第10回 内容
流れの中の物体に働く力と計算法(1)
抗力と揚力
摩擦抗力(境界層)
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書4.1~4.2に目を通しておくこと
授業実施特記
第11回 内容
流れの中の物体に働く力と計算法(2)
境界層のはく離
圧力抗力
抗力の計算法
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書4.3~4.6に目を通しておくこと
授業実施特記
第12回 内容
流れの計測法と観察法
授業時間外における学修(予習・復習等) 第5章に目を通しておくこと
授業実施特記
第13回 内容
ターボ機械の基礎(1)
ターボ機械とは
ターボ機械の基礎式
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書6.1~6.2に目を通しておくこと
授業実施特記
第14回 内容
ターボ機械の基礎(2)
羽根車の形式
羽根車の形式と伝達されるエネルギーの成分
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書6.3~6.4に目を通しておくこと
授業実施特記
第15回 内容
ターボ機械の基礎(3)
羽根車の形状と特性(比速度)
損失と効率
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書6.5~6.6に目を通しておくこと
授業実施特記