△流体力学（Fluid Mechanics）[2B05]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

川の流れ、街や森を吹く風、ポンプや送風機による水や空気の輸送など、我々の周りには流れや流体現象、流体を扱うものが随所に見られる。では、流体とはどの様な性質を持ち、それを扱うにはどの様な事柄を理解する必要があるのであろうか？この教科では、流体の基本的な性質とそれを取り扱う基本式を理解し、それを十分に活用できることを目的とする。以下に、具体的な目標を示す。
（１）流体とは何か？その特性値と単位を理解し自由に使えること。（２）水圧、気圧など圧力を理解し、自由に使えること。（３）流速や流量の概念とその計測法を理解し、それを計算できること。（４）ベルヌーイの定理を理解し、それを応用できること。（５）粘性力、慣性力、レイノルズ数の意味を理解すること。（６）連続の式、運動方程式を理解すること。
（JABEE機械システム基礎工学プログラムの学習・教育目標）D-1:　◎
（JABEE　基本キーワード）流体力学
（JABEE　個別キーワード）流体の物性、静圧と動圧、ベルヌーイの定理、層流と乱流
（前提となる基礎知識と習得後の展開）本科目を履修する前に「数学I」、「同II」、「物理学I」、「同II」、「工業力学演習I」、「同II」を履修しておくこと。また、本科目の内容は「環境熱流体工学」、「環境制御工学」、「航空宇宙工学」などの専門科目だけでなく、卒業論文でも関係する研究が多々ある。

＜授業計画＞

１）ガイダンス、流体とは？流体力学の応用、単位と物性値について学ぶ。　演習問題（１）
２）流体の物性値（２）。　圧力など物性値、及び、静水圧、パスカルの原理を理解する。　演習問題（２）
３）流体静力学（１）。U字管マノメータの原理を学び理解する。　　　　　演習問題（３）
４）流体静力学（２）。示差マノメータ、傾斜マノメータについて理解する。演習問題（４）
５）流体静力学（３）。壁面にかかる圧力、圧力中心について理解する。　　演習問題（５）
６）浮力。流体中の物体に働く浮力、アルキメデスの原理を理解する。　　　演習問題（６）
７）中間テスト。１）〜６）までに学んだ事柄の理解度を確認し、後半の授業に役立てるため、テストを行なう。
８）質量保存、エネルギーの保存。ベルヌーイの式について学び、理解する。　演習問題（７）
９）流速、流量の測定法。オリフィス、ノズル、ピトー管の測定原理を学び理解する。　演習問題（８）
１０）壁面に衝突する流れ。噴流により壁面に作用する力を学び理解する。　演習問題（９）
１１）粘性流体の力学。粘性、粘性流体の運動方程式について学び理解する。演習問題（１０）
１２）層流と乱流、レイノルズ数。層流と乱流の性質、レイノルズ数の意味を理解する。演習問題（１１）
１３）期末テスト。　８）〜１２）までに学んだ事柄の理解度を確認するためテストを行なう。

＜成績評価方法及び水準＞

（１）中間テスト（３０％）　（２）期末テスト（４０％）、演習問題（３０％）の割合で評価し、総合点が６０点以上の者を合格とする。なお、授業を４回以上欠席した者は原則として、不可とする。
「機械システム基礎工学プログラム」の学習・教育目標D-3は上記の基準を満たせば、達成される。

＜教科書＞

「詳解　水力学」　今木清康著　理工学社

＜参考書＞

特になし

＜オフィスアワー＞

原則として火曜日１６時から１８時をオフィスアワーとするが、授業終了時に調整をする。
また、メールでも対応する。E-mail　at94296@ns.kogakuin.ac.jp

＜学生へのメッセージ＞

毎週の授業の最後の１５分程度を演習時間とし、その日に学んだ事柄に関連した問題を解いてもらうので、授業に遅刻することなく出席し、しっかりと学ぶこと。

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