授業の主題
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流体力学の基礎を理解する.
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学修目標(到達目標)
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空気,水などの流体の運動および力学を工学的に取り扱う流れの力学の学問分野の入門編として,流体運動の物理解釈,物理的基礎に主眼をおきながら,流れ現象と流れの構造に対して理解を深める。
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授業概要
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【1,2回目】 [演習,宿題]
●ガイダンス
●流体の特徴と基礎物理量・・・・流体の基礎物理量の次元と流体の物理的性質(圧力,密度,粘度,動粘度,表面張力など)について述べる。
【2,3回目】 [演習,宿題]
●流体の静力学・・・・静止している流体から受ける圧力,浮力について述べ,圧力計測の原理を説明する。さらに,容器内の流体が回転運動や加速度運動している状態の流体の運動について説明する。
【4,5回目】 [演習,宿題]
●ベルヌーイの定理と連続の式・・・・流れている流体の状態や作用する力について述べ,ベルヌーイの定理,連続の式の導出について説明する。さらに,ベルヌーイの定理を用いた流速,圧力,ヘッドの算出方法について述べる。
【6,7回目】 [演習,宿題]
●運動量保存則・・・・工学的に最も利用される運動量保存則について述べ,その応用となる噴流が平板に及ばす力,曲がり管に流体が及ぼす力,一様流中に置かれた物体に作用する力などについて説明する。
【7 or 8回目】
★中間試験
【8,9回目】 [演習,宿題]
●粘性流体(層流)・・・・工業的に大切な内部流れの例として円管や平板間内流れの場合を取り扱い,層流域における速度分布,圧力損失を運動方程式から誘導する方法について説明する。
【10,11回目】 [演習,宿題]
●相似則・・・・模型実験などにおいて実際の流れと物理現象が相似になるために考慮しなければならない無次元量について説明する。
【11,12回目】 [演習,宿題]
●粘性流体(乱流)・・・・乱流の性質について述べ,乱流域における管路内の速度分布,圧力損失,管摩擦係数の考え方について説明し,管路(拡大管,ノズル,バルブ,曲がり管など)における諸損失について述べる。
【13,14回目】 [演習,宿題]
●物体に作用する流体力・・・・物体や平板に働く抗力,揚力について述べ,物体表面に形成される境界層と壁面摩擦との関係を運動方程式から説明する。
【15回目】
●まとめと復習
【15 or 16回目】
★期末試験
関連する学習・教育目標の項目:(A)
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講義スケジュール
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講義回 | テーマ | 具体的な内容 | 担当教員 |
1 | ●ガイダンス ●流体の特徴と基礎物理量・・・・流体の基礎物理量の次元と流体の物理的性質(圧力,密度,粘度,動粘度,表面張力など)について述べる。 | 対面授業型 | |
2 | ●ガイダンス ●流体の特徴と基礎物理量・・・・流体の基礎物理量の次元と流体の物理的性質(圧力,密度,粘度,動粘度,表面張力など)について述べる。 | 対面授業型 | |
3 | ●流体の静力学・・・・静止している流体から受ける圧力,浮力について述べ,圧力計測の原理を説明する。さらに,容器内の流体が回転運動や加速度運動している状態の流体の運動について説明する。 | 対面授業型 | |
4 | ●ベルヌーイの定理と連続の式・・・・流れている流体の状態や作用する力について述べ,ベルヌーイの定理,連続の式の導出について説明する。さらに,ベルヌーイの定理を用いた流速,圧力,ヘッドの算出方法について述べる。
| 対面授業型 | |
5 | ●ベルヌーイの定理と連続の式・・・・流れている流体の状態や作用する力について述べ,ベルヌーイの定理,連続の式の導出について説明する。さらに,ベルヌーイの定理を用いた流速,圧力,ヘッドの算出方法について述べる。
| 対面授業型 | |
6 | ●運動量保存則・・・・工学的に最も利用される運動量保存則について述べ,その応用となる噴流が平板に及ばす力,曲がり管に流体が及ぼす力,一様流中に置かれた物体に作用する力などについて説明する。
| 対面授業型 | |
7 | ●運動量保存則・・・・工学的に最も利用される運動量保存則について述べ,その応用となる噴流が平板に及ばす力,曲がり管に流体が及ぼす力,一様流中に置かれた物体に作用する力などについて説明する。 | 対面授業型 | |
8 | ★中間試験 | 対面授業型 | |
9 | ●粘性流体(層流)・・・・工業的に大切な内部流れの例として円管や平板間内流れの場合を取り扱い,層流域における速度分布,圧力損失を運動方程式から誘導する方法について説明する。 | 対面授業型 | |
10 | ●粘性流体(層流)・・・・工業的に大切な内部流れの例として円管や平板間内流れの場合を取り扱い,層流域における速度分布,圧力損失を運動方程式から誘導する方法について説明する。 | 対面授業型 | |
11 | ●粘性流体(乱流)・・・・乱流の性質について述べ,乱流域における管路内の速度分布,圧力損失,管摩擦係数の考え方について説明し,管路(拡大管,ノズル,バルブ,曲がり管など)における諸損失について述べる。 | 対面授業型 | |
12 | ●粘性流体(乱流)・・・・乱流の性質について述べ,乱流域における管路内の速度分布,圧力損失,管摩擦係数の考え方について説明し,管路(拡大管,ノズル,バルブ,曲がり管など)における諸損失について述べる。 | 対面授業型 | |
13 | ●物体に作用する流体力・・・・物体や平板に働く抗力,揚力について述べ,物体表面に形成される境界層と壁面摩擦との関係を運動方程式から説明する。 | 対面授業型 | |
14 | ●物体に作用する流体力・・・・物体や平板に働く抗力,揚力について述べ,物体表面に形成される境界層と壁面摩擦との関係を運動方程式から説明する。 | 対面授業型 | |
15 | ●まとめと復習 | 対面授業型 | |
16 | ★期末試験
| 対面授業型 | |
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評価方法と割合
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評価方法
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その他/Other methods 演習課題・宿題のレポート,試験結果によって総合的に評価する。
なお,講義を1/3以上欠席した者は,試験を受けられない。
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評価の割合
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授業には、3分の2以上の出席を必要とする。
中間試験 30
学期末試験 30
演習・宿題 40
中間試験(30%),期末試験(30%)に,演習・宿題(40%)を加味して,100点満点で60点以上を合格。
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授業時間外の学修に関する指示
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予習に関する指示
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Keyword and textbook [typically every week]
授業概要にある毎週の学習項目(キーワードなど)を教科書・参考書などで予習する。
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予習に関する教材
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オンデマンド教材以外の指示・課題
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復習に関する指示
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毎回,演習問題・宿題を配布するので,期限までに必ず提出すること。
レポート返還後,自分が出来なかった問題に対しては,良く復習し,理解すること。
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復習に関する教材
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オンデマンド教材以外の指示・課題
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教科書・参考書
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教科書
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4254231075
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佐藤恵一 [ほか] 著
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朝倉書店
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2004
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参考書
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433904007X
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池森亀鶴, 黒瀬元雄, 越智光昭共著
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コロナ社
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1987
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4000214314
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谷一郎著
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岩波書店
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1967
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教科書・参考書補足
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教科書:佐藤,木村,上野,増山共著「流れ学」(朝倉書店)
参考書:池森,黒瀬,越智共著「改訂水力学」(コロナ社),加藤宏編「ポイントを学ぶ流れの力学」(丸善),谷一郎「流れ学」(岩波書店),富田幸雄「水力学(流れ現象の基礎と構造)」(実教出版),生井武文校閲,国清,木本,長尾共著「演習水力学」(森北出版)
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オフィスアワー等(学生からの質問への対応方法等)
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火曜日 18-19時
Tuesday 18:00-19:00
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履修条件
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工業力学を受講していることが望ましい。
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その他履修上の注意事項や学習上の助言
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毎回,演習問題・宿題を配布するので,期限までに必ず提出すること。
レポート返還後,自分が出来なかった問題に対しては,良く復習し,理解すること。
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カリキュラムの中の位置づけ
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工業力学を受講していることが望ましい。
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