流体力学及び演習

Fluid Mechanics

994535U

45BAFLD201

難波江　佑介、石川　仁

Hitoshi Ishikawa, Yusuke Nabae

2024年度後期

2024 Second Semester

水曜1限、木曜3限

Wednesday 1st. Period
Thursday 3rd. Period (every two weeks)

工学部　機械工学科

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering

2.0単位

講義/演習

Lecture/Seminar

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

この授業は、空気や水、いわゆる流体を取り扱う力学として、流体の静的つりあいの問題を対象とする静水力学と流動に関する問題を対象とする運動力学を学ぶ。

この授業の目的は、(1)静止流体中の力のつりあい、(2)流れの現象の巨視的（一次元的）取り扱い、ならびに(3)粘性、圧縮性を無視できる流体（理想流体）の流れの取り扱い、を修得することにある。とくに(2)では摩擦損失を含めた流れに関する、機械技術者として必要な実際的諸問題を平易に取り扱う｡

この授業では、流体力学に関する最先端の技術に対応できる基礎学力、およびエンジニアリングセンスを磨くための専門的な知識の修得を到達目標とする。将来の機械技術者として取り扱う流体諸現象について、説明・解析ができ、問題解決力が習得できるようになる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

途中退出は認めない。
出席に対する不正や授業に参加していない態度が認められた場合は、評価の対象外とする。
授業の実施形態について、変更がある場合は都度案内する。

小テストの実施　Quiz type test

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毎回の授業範囲を2時間程度、教科書にある演習問題を解くなど復習すること。
次回の授業範囲を2時間程度予習し、専門用語等を理解しておくこと。

試験（70%）、演習（30%）により評価する。ただし、全講義回数の２／３以上の出席をもって成績評価の対象とする。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

「例題でわかる基礎・演習 流体力学」、前川博、山本誠、石川仁（共立出版）

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

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1 　　流体の性質
　流体の性質である密度、粘性、応力（圧力）、圧縮性、音速について理解できるようになる。

2 　　静止流体(1)
　圧力の性質、圧力の計測法を説明ができるようになる。

3 　　静止流体(2)
　圧力の大きさとその作用中心の求め方について学び、面に働く圧力の計算ができるようになる。浮力、および表面張力について理解できるようになる。

4 　　流線・流跡線・流脈線 　　
　流体運動の記述法である、流線、流跡線、流脈線について説明ができるようになる。

5 　　基礎流体力学(1) 　　
　質量保存の法則、ベルヌーイの定理を理解する。

6 　　基礎流体力学(2) 　　
　流速、流量の計測法を理解する。その他のベルヌーイの定理の応用により工学的な問題が解決できるようになる。

7 　　基礎流体力学(3) 　　
　運動量保存の法則を理解できるようになる。

8 　　基礎流体力学(4) 　　
　角運動量保存の法則を理解できるようになる。

9 　　乱流と層流 　　
　乱流と層流とは何かを学ぶ。流れの相似則、π定理、レイノルズ数を説明できるようになる。

10　　管内流れ 　　
　ダルシー・ワイズバッハの式、管摩擦損失を理解し、管内流れに作用する抵抗を求められるようになる。

11　　流体の運動と運動方程式(1)　　
　オイラーの運動方程式を理解できるようになる。
　　
12　　流体の運動と運動方程式(2)　　
　流体の変形と回転、渦度、循環について学び、流体の複雑な運動を記述・説明できるようになる。
　　
13　　理想流体の力学(1)
　流れ関数、速度ポテンシャルを学ぶ。

14　　理想流体の力学(2) 　　
　複素ポテンシャルとその応用を理解し、流体の複雑な運動の数学的な記述ができるようになる。

15　　授業の総括 　　

16　　演習(1) 　授業TA担当回　
　演習により、流体の性質、圧力について理解できるようになる。

17　　演習(2) 　　
　演習により、ベルヌーイの定理の使い方を理解できるようになる。

18　　演習(3) 　授業TA担当回　　
　演習により、運動量保存則の使い方を理解できるようになる。

19　　演習(4) 　　
　演習により、乱流と層流、管摩擦損失を理解できるようになる。

20　　演習(5) 　　
　演習により、流体の運動方程式を説明できるようになる。

21　　演習(6) 　　
　演習により、複素速度ポテンシャルの応用ができるようになる。

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