最終更新日:2018/02/16
Syllabus流体工学
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概要
対象年度 年度 2018 (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 単独
関連する授業
当科目履修前に履修して
おくことが望ましい科目
演習が中心となりますので、「流体力学A」、「材料力学A」を履修していることが望ましい。
線形代数、微分・積分を一通り理解していることが望ましい。
後続関連授業
教職課程科目
テーマ・キーワード 流体力学

授業の概要・ねらい 授業の狙い:
1.「流体力学A」で学んだ、工学上重要な基礎法則の復習と応用力を、演習問題を解くことで身に付ける。
2.余裕があれば、流体力学の基礎方程式であるナビエ・ストークスの方程式の導出まで理解を広げていただきたい。
3.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 JSMEテキストシリーズ 演習 流体力学 日本機械学会 (@1851円 税込)
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。
「基礎と演習 水力学」細井豊著,東京電気大学出版局
「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
「流れの工学」山根隆一郎著、丸善株式会社
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
今年度より、「流体力学A」との重複をできるだけ避け、演習を主に進める予定。また、可視化写真等を利用し、直観的な理解もできるように工夫する。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
流体の性質と分類
・流体力学とは
・流体の基本的性質
・流体の分類
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第1章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第3回 内容
流れの基礎
・圧力とせん断応力
・渦
・層流と乱流
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第2章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第4回 内容
静止流体の力学
・静止流体中の圧力
・面に働く静止流体力
・浮力と浮揚体の安定性
・相対的平衡での圧力分布
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第3章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第5回 内容
準1次元流れ
・連続の式・質量保存則
・エネルギーバランス式
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第4章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第6回 内容
準1次元流れ
・エネルギーバランス式
・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 第4章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第7回 内容
運動量の法則(1)
運動量方程式
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第5章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第8回 内容
運動量の法則(2)
角運動量方程式
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第5章に目を通しておくこと
授業実施特記
第9回 内容
管内の流れ
・管摩擦損失
・各種配管の流れ
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第6章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第10回 内容
物体まわりの流れ
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第7章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第11回 内容
せん断流
・境界層
・後流、噴流
授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第8章
教科書 第9章に目を通しておくこと
(「流体力学A」の当該部分を復習のこと)
授業実施特記
第12回 内容
ターボ機械の基礎(1)
・ターボ機械の分類
・オイラーの式
授業時間外における学修(予習・復習等) 角運動量方程式(教科書5・3)の部分を復習しておくこと
授業実施特記
第13回 内容
ターボ機械の基礎(2)
・比速度
授業時間外における学修(予習・復習等) ターボ機械(1)を復習のこと
授業実施特記
第14回 内容
流体の運動方程式(1)
・連続の式
・粘性法則

授業時間外における学修(予習・復習等) 教科書 第8章
8・1、8・2
に目を通しておくこと
授業実施特記
第15回 内容
流体の運動方程式(2)
・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) 教科書 第8章
8・3
に目を通しておくこと
授業実施特記