A0220200

流れ学1

Hydrodynamics 1

開講部

工学部

開講学科

機械工学科

開講学年

2年次

開講時期

前期

単位数

2

単位区分

必修

系列区分

専門

講義区分

講義
准教授山西陽子

授業の概要

 初めに,流れ学の発達の歴史を紹介し,一般の自然科学との関わりあいや流体の物理的な性質を説明し,見えない物体の運動である流れ学への入口を紹介する.
 圧力とヘッドの概念,静止あるいは相対的に加速運動している流体の圧力の測定法,および圧力による壁面にかかる力およびその作用点,粘性を持たない完全流体の運動を表現するためのオイラーの運動方程式,およびエネルギ方程式であるベルヌーイの定理について誘導および解説する.とくに,ベルヌーイの定理では,速度,圧力およびポテンシャルの各項の持っているエネルギの物理的な意義について触れる.さらに,ベルヌーイの定理の応用であるトリチェリの定理,ベンチュリ管,およびピトー管等による速度測定について述べる.

達成目標

1.静水圧の概念を学び,圧力とヘッドの関係を理解し,液柱型マノメータによる圧力測定ができる.
2.平面壁および曲面壁に作用する圧力による力の求め方を習得し,具体的な問題に対して作用する力を計算できる.
3.流れの動力学の基礎であるオイラーの運動方程式,それから誘導されるベルヌーイの定理の導き方,およびベルヌーイの定理のポテンシャル,圧力,速度の各項の概念を理解できる.
4.ベルヌーイの定理を,トリチェリの定理,ベンチュリ管,およびピトー管による速度の測定法へ応用できる.

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.流体力学の概要・流体の物理的性質1(単位系,密度と比重,粘性) シラバスを確認しておくこと。
2.流体の物理的性質2(気体の性質,圧縮性,表面張力,飽和蒸気圧,キャビテーション) 第2回授業での配布資料を復習。
3.流体静力学1 (圧力の定義,ゲージ圧と絶対圧,マノメータ) 第3回授業での配布資料を復習。
4.流体静力学2 (静止流体の深さと圧力) 第4回授業での配布資料を復習。
5.流体静力学3 (静止流体の全圧力と圧力の中心)) 第5回授業での配布資料を復習。
6.流体静力学4 (曲面に働く力,浮力,浮揚体) 第6回授業での配布資料を復習。
7.流体運動の基礎1 (定常流と非定常流,層流と乱流,流線・流脈線・流管の定義) 第7回授業での配布資料を復習。
8.流体運動の基礎2 (連続の式) 第2−8回授業での配布資料を復習。
9.流体運動の基礎3 (オイラーの運動方程式) 第2−9回授業での配布資料を復習。
10.中間試験(範囲は1−9とする)と解説。 第10回授業での配布資料を復習。
11.ベルヌーイの式の応用1(ピトー管,トリチェリの定理) 第11回授業での配布資料を復習。
12.ベルヌーイの式の応用2(ベンチュリ管) 第12回授業での配布資料を復習。
13.運動量の法則1 第13回授業での配布資料を復習。
14.運動量の法則2及びこれまでの復習 第11−14回授業での配布資料を復習。
15.期末試験(範囲は11−14とする)と解説。 第11−14回授業での配布資料を復習。

評価方法と基準

達成度は、中間試験および期末試験により評価する.
中間試験(40点満点),期末試験(60点満点)とし,総合得点が60点以上を合格とする.

教科書・参考書

参考書:JSMEテキストシリーズ「流体力学」日本機械学会

履修登録前の準備

高校レベルの物理学を修得していること.

学習・教育到達目標との対応

1.(D-2)機械の運動機構や動特性,構造や強度,物質・運動量・エネルギーの流れなど,機械工学の基盤技術に関わる物理現象を自然科学の法則に基づいて理解し,現象の予測や解析を行うことがきる.

オフィスアワー、質問・相談の方法

木曜日、大宮キャンパス講義後(専門講師室にて)。

環境との関連

環境関連科目 (環境教育割合20%)

地域志向

地域志向ではない科目

最終更新 : Tue Sep 15 11:24:07 JST 2015