△流体力学Ｉ（Fluid Mechanics I）[3464]

＜学位授与の方針＞

○	1. 基礎知識の習得
◎	2. 専門分野知識の習得
	3. 汎用的問題解決技能
	4. 道徳的態度と社会性
○	5. 創成能力

＜授業のねらい＞

航空機，船舶から気象予測や野球ボールの運動まで流体力学が取り扱う分野は多岐多様である．また，一見，流体とは全く無関係に見える工業製品であってもその生産工程では流体力学の恩恵を受けている場合も多い．ここでは機械工学の立場から重要であると思われる内容を中心に，できる限り具体例を紹介しながら授業を展開する．また物理，工業力学等で学習した質点の力学と流体の力学との関係，考え方の同異について考察するよう履修期間中常に求めていく．以下に具体的な授業のねらいを示す．(1) オイラー的方法とラグランジュ的方法の記述方法の違いがわかること．(2) オイラーの運動方程式の物理的意味を理解すること．(3)保存則の意味を理解し，使用できること．(4)機械工学で重要とされる基本的な流体諸現象についての概略を理解し，詳細については専門書を参考にしながら考察できること．
（ＪＡＢＥＥ学習・教育目標）
「国際工学プログラム」
(C)基礎工学・専門工学知識の習得：◎
JABEE基準1の(1)の知識・能力：（ｄ）の（1)：◎

＜受講にあたっての前提条件＞

数学，物理，力学系の科目を既習あるいは並行履修していること．特に数学１，数学演習１で勉強するテイラー展開について理解しておくこと．本授業では必ず手書きのノートを作成すること．

＜具体的な到達目標＞

機械技術者として必要な流体力学の基礎的知識を身につける．流体の定義を明確にして，静力学での圧力の計算ができること，運動方程式から質点の力学と流体の力学との同異を知ること，連続の方程式を用いて流速の計算ができること，ベルヌーイの定理により，単純な流れ場の計算できること，運動量方程式から物体にかかる力の計算ができること．

＜授業計画及び準備学習＞

毎時間，授業終了後は必ず学習内容を復習しながらノート整理をすること．
１．［ガイダンス］流体とは何か？流体力学は何の役に立つのかあるいは現在の問題点は何かをジェットエンジン，ファンの原理や空力騒音，鳥の飛行原理，流体関連振動による事故を例に取りながら説明する．
２．［数学的準備１］流体力学を学習する上で必要な数学（初歩的なベクトル解析）について学ぶ．
３．［数学的準備２］流体力学を学習する上で必要な数学（初歩的な複素関数）について学ぶ．
４．［静力学］流体の静力学について学ぶ．特に圧力，表面張力に対する理解を深める．宿題１：圧力計算
５．［流れの記述方法］質点系との対比からオイラー的方法とラグランジュ的方法について学ぶ．
６．［運動方程式１］テイラー展開と実質微分・実質加速度の考え方について学ぶ．
７．［運動方程式２］実質微分・実質加速度の考え方とオイラーの運動方程式について学ぶ．宿題２：1次元のオイラーの運動方程式
８．［質量保存則］連続の方程式の考え方と適用方法について学ぶ．
９．［循環と渦度］循環の定義，渦度の定義，渦度方程式について学ぶ．
１０．［エネルギー保存則１］ベルヌーイの定理の導出について解説する．トリチェリの定理を用いて計算する．
１１．［エネルギー保存則２］流れの計測法並びにベルヌーイの定理（圧力方程式を含む）の成立条件について学ぶ．宿題３：レポート作成，連続の式とベルヌーイの式に関する応用問題
１２．［運動量保存則１］運動量方程式の一般的な導き方，考え方について解説する．
１３．［運動量保存則２］運動量方程式の応用例から力の計算方法について学ぶ．宿題４：噴流衝突により平板にかかる力の計算
１４．［流体力学の応用例］社会での流体力学の応用例を紹介する．
１５．［演習］前期で学んだ事柄について演習問題を解くことで理解を深める．
授業中に行った演習および宿題は必要に応じて提出してもらうが，その際には必ずノートに提出内容を記述しておくこと．記録を整理する能力は理系の研究者・技術者にとっては重要な能力のひとつであることから，本授業ではノート作成を重視する．ノートは授業内で演習・宿題解説時の自己採点にも使用する．提出物の原本を確認したい場合には個別に対応する．また，定期試験をノート持ち込み可にした場合にはノート提出を求める場合がある．

＜成績評価方法及び水準＞

原則として定期試験で最終成績を評価，６０点以上の者に単位を認める．ただし，試験の点数が僅かに６０点に届かない場合でも出席状況が良好で，例えば授業内での演習問題・宿題の提出状況など，普段の学習状況を総合的に判断し，一定基準以上と認めた者にはレポート提出を認め，レポート内容により再試験を実施する場合がある．本科目では授業の出席確認はカードリーダーで行なう．
「国際工学プログラム」の学習・教育目標(C)は、本科目およびこの目標に対応する卒業に必要な他の該当科目をすべて習得することにより達成される。

＜教科書＞

指定教科書なし

＜参考書＞

「流体力学」日野幹雄著（朝倉書店）
「Fluid Flow」R.H. Sabersky A.J. Acosta E.G. Hauptmann and E.M. Gates（Prentice Hall）
「流体の力学」中山泰喜著（養賢堂）

＜オフィスアワー＞

水曜日：八王子11号館365号室 １６：３０−１７：００
金曜日：八王子11号館365号室 １２：３０−１３：００

＜学生へのメッセージ＞

１年次に学習した数学，物理，工業力学の復習を期待する．流体力学の理解が困難な場合には，もう一度，質点の力学の勉強に立ち返ること．

＜備 考＞

メールでの試験結果・成績に関する問い合わせには応えません．