2020年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 流体力学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 村松 旦典 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H52A |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 流体力学の基礎的な知識の履修を目的とする．すなわち，最初に静止流体の力学について扱う．次に，一次元の定常な流れを対象に連続の式，運動量方程式，エネルギ方程式をもとに流体運動および流体に作用する力について議論する．また，管内流れの圧力損失や流体中に置かれた物体に作用する力について学習し，工学的な流体の取り扱い方を理解する． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を中心とした講義形式．必要に応じて実験などのビデオ映像を併用する． |
| 履修条件 | 【未来博士工房対応科目】 微分積分学や工業力学等の力学系科目を履修していること．また，1年次に「熱力学と流体力学の基礎」を履修していること．また，この授業を補うための「流体力学Ⅰ演習」と一緒に受講すること． |
授業計画
| 第1回 | 授業の目標と内容について説明する． 流体力学とは何か．質点力学と異なるところはどこか． 流体運動の分類，流体の特性，流れの運動の記述法 【事前学習】教科書２の1，２章を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
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| 第2回 | 静止流体力学（１） 圧力とは，重力場における圧力，圧力のつり合い 【事前学習】教科書２の3.1節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第3回 | 静止流体力学（２） 圧力のつり合い，マノメータ 【事前学習】教科書２の3.1節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第4回 | 静止流体力学（３） 面にかかる流体力，圧力中心 【事前学習】教科書２の3.2節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第5回 | 静止流体力学（４） 浮力，浮力中心，相対平衡系での圧力分布 【事前学習】教科書２の3.3，3.4節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第6回 | 準1次元定常流れ（１） 質量保存則(連続の式)，エネルギ方程式（ベルヌーイの式） 【事前学習】教科書1の5.1~5.3節，及び教科書２の４章を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第7回 | 準1次元定常流れ（２） ベルヌーイの式の応用 【事前学習】教科書２の４章を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第8回 | 準1次元定常流れ（３） 運動量保存則 【事前学習】教科書１の５章を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第9回 | 準1次元定常流れ（４） 運動量保存則の応用 【事前学習】教科書２の5.1，5.2節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第10回 | 準1次元定常流れ（５） 角運動量保存則 【事前学習】教科書２の5.3節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第11回 | 管内流れの基礎 【事前学習】教科書２の6.1，6.2節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第12回 | 管内流れの流体機器への応用 【事前学習】教科書２の6.3～6.5節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第13回 | 流体中の物体に働く力 【事前学習】教科書１の７章，及び教科書２の7.1節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第14回 | レイノルズ数の効果，流体振動 【事前学習】教科書１の７章，及び教科書２の7.2，7.3節を読んで，質問できるようにする．（120分） 【事後学習】関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第15回 | 平常試験とその解説 【事前学習】これまでに学習した事項を理解してくる．（200分） 【事後学習】解けなかった問題を解いておく．（40分） |
その他
| 教科書 |
基礎流体力学編集委員会 『基礎流体力学』 産業図書
日本機械学会 『流体力学』 JSMEテキストシリーズ 日本機械学会
「基礎流体力学」はこれ以降学習することになる流体力学Ⅱ，粘性流体力学，圧縮性流体力学でも教科書として使用します．ただし，この本は静止流体力学に関する記述が少ないので，1年次の「熱力学と流体力学の基礎」で使用したJSMEテキストシリーズの「流体力学」も併用します．日本機械学会のJSMEテキストシリーズは機械工学の標準的な教科書として書かれたものです．
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| 参考書 |
深野 徹 『わかりたい人の流体工学（Ⅰ）』 機械工学選書 裳華房 1994年 第1版
今井 功 『流体力学（前編）』 物理学選書 裳華房
巽 友正 『流体力学』 新物理学シリーズ 培風館
深野先生の本は流体力学Ⅰで扱う範囲について懇切丁寧に書かれています．今井先生，巽先生は日本を代表する流体力学者で，これらの本は流体力学を志す人にとってはとてもよい本です．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
評価は「流体力学演習Ⅰ」と合わせて行っており，「流体力学Ⅰ」での平常試験（約80％），「流体力学演習Ⅰ」での演習およびそれぞれの授業での課題（約20%）により算出した評価が，「流体力学Ⅰ」と「流体力学演習Ⅰ」の評価となる． |
| 質問への対応 | 講義後随時 |
| 研究室又は 連絡先 |
3号館334室 |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |
流体力学は機械系4力学の一つで，この授業で扱う範囲は水力学とも呼ばれ，機械系技術者に必要な常識です．授業内容をよく復習し，演習を”自ら”着実にこなせば理解できるようになります． 流体力学Ⅰと同時に受講することが単位を取得するための条件となります． |