開講学期 Course Start |
2013年度 前期 |
授業区分 Regular or Intensive |
週間授業 |
対象学科 Department |
機械航空創造系学科 |
対象学年 Year |
2 |
必修・選択 Mandatory or Elective |
必修 |
授業方法 Lecture or Seminar |
講義 |
授業科目名 Course Title |
流体力学T |
単位数 Number of Credits |
2 |
担当教員 Lecturer |
杉山 弘,河合秀樹 |
教員室番号 Office |
杉山: A318-1, 河合: B219 |
連絡先(Tel) Telephone |
杉山: 0143-46-5364 , 河合: 0143-46-5304 |
連絡先(E-mail) |
sugiyama@mmm.muroran-it.ac.jp, hdkawai0@mmm.murorann-it.ac.jp |
オフィスアワー Office Hour |
杉山: 木曜 13:00-15:00 , 河合: 木曜 13:00-15:00 |
授業のねらい Learning Objectives |
水と空気で代表される液体と気体を総称して流体というが,流体力学は,流体の性質や動き(流れという)を理解し,ポンプ,送風機などの流体機械,航空機,高圧装置などの設計や運転に役立たせる学問である.流体力学Tでは,流れ現象の基礎,管内の一次元流れと抵抗,エネルギー損失などについて,理解,修得する. |
到達度目標 Outcomes Measured By: |
1.静止状態にある流体の性質が理解でき,圧力の測定ができ,壁面に作用する流体の圧力による力が算出 できること.(理解力,計算力) 2.流れている流体に対するベルヌーイの式が理解でき,この式の応用ができること.(理解力,応用力) 3.流体の運動量の法則が理解でき,この法則が応用できること.(理解力,応用力) 4.管路内の流れ(層流と乱流)の性質が理解でき,管路内流れの圧力損失が算出できること. (理解力,計算力) 5.流れの中にある物体に作用する流体力(抗力と揚力)が理解でき,抗力係数と揚力係数を用い,物体に働く 抗力と揚力が計算できること.(理解力,計算力) |
授業計画 Course Schedule |
総授業時間数(実時間):24時間 1週目 流体とは (さまざまな流れ現象,流体の特徴と物理的性質) p.1-17 (教科書) 2週目 静止流体の力学(静止流体中の圧力,壁面に及ぼす流体の力) p.18-25 3週目 静止流体の力学(浮力と浮揚体,相対的静止状態の流体) p.26-45 4週目 流体運動の基礎(一次元流れの連続の式と運動方程式) p.46-58 5週目 流体運動の基礎(流体の回転と渦) p.59-64 6週目 ベルヌーイの定理(式の導出と物理的意味) p.65-70 7週目 ベルヌーイの定理の応用(流速と流量の測定など) p.71-83 8週目 運動量の法則(式の導出,噴流が平板に及ぼす力) p.84-91 9週目 運動量の法則の応用(ジェット推進, 噴流が曲面板に及ぼす力) p.92-97 10週目 粘性流れの基礎(流れの相似,レイノルズ数,層流と乱流,ほか) p.98-117 11週目 管路内流れ(円管内の層流,管摩擦損失,円管内の乱流) p.118-128 12週目 管路内流れ(助走区間の流れ,拡大管と収縮管,ベンドとエルボほか) p.129-141 13週目 物体まわりの流れ(物体に作用する流体力,物体表面近くの流れ) p.142-157 14週目 物体まわりの流れ(円柱・球・翼まわりの流れ) p.158-168 15週目 まとめと演習 (16週目 定期試験) ・この授業に関する復習は、毎週1時間以上は行ってください. ・宿題またはレポートを,3週に1回程度課します. |
教科書 Required Text |
杉山弘・松村昌典・河合秀樹・風間俊治著,明解入門 流体力学,森北出版(2012年), 定価(2400円+税) |
参考書 Required Materials |
杉山弘・遠藤剛・新井隆景著, 流体力学, 森北出版(1995年), (図書館に所蔵) |
教科書・参考書に関する備考 | 他に授業に必要な資料は適宜プリントとして配布する. |
成績評価方法 Grading Guidelines |
100点満点中60点以上が合格点である. 100点満点で,定期試験90点,レポート10点の割合で評価する. |
履修上の注意 Please Note |
(1)3/4以上の出席が必要. (2)不合格者に対しては,授業への出席状況が良好で,定期試験で一定の評価点以上を得た者に対し,再試験を行う.100点満点中,60点以上を合格とする. (3)再試験で不合格になった者は次年度再履修すること. |
教員メッセージ Message from Lecturer |
流体力学は,水,空気,ガスを使う日常生活や,自動車,航空機まわりの流れ,各種の工業,および最近のエネルギーや地球環境問題,バイオ技術などと関連し,大変重要です.私たち人類は,水惑星である地球上で,大気(空気)の中で生活しています.私たちの体の中では,血液・酸素などの流体が常に流れています.これらのことに目を向ければ,流体の流れは身近にある物理現象であることがわかります.流体力学は,初学者にとって分かり難いと言われていますが,復習をよくし,理解に努めてください. |
学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy |
機械システム工学コースの学習・教育到達目標との対応 (C) 工学専門知識の修得 ・機械工学に関する専門知識を駆使して、工学システムにおける課題を解決できる。 ・エネルギー・環境、ものづくり、ロボットに関する技術的課題に挑むことができる。 |
関連科目 Associated Courses |
この科目は,2年前期に同時に開講している流体力学演習, および2年後期開講の流体力学Uと密接に関連している. |
備考 Remarks |