○流れ学Ｉ及演習（Fluid Flow I and Exercise）[1A04]

＜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

＜授業のねらい＞

流体力学の中で最も基本的な水力学について、現象の物理的意味を考えながら学習し、さらに演習問題を解くことにより、流体力学の基礎を身に着ける。以下に具体的な目標を示す。
(1)連続の式、ベルヌーイの式を通じて、保存則の意味を理解し、応用問題に適用できるようにする。
(2)運動量保存則・角運動量保存則を用いて、流体が物体等に及ぼす力について理解する。
(3)物体周りの流れと流れの抵抗の関係を理解する。
(4)ポンプや水車などの損失・効率を用いて流体機械の設計手法の基礎を理解する。
(5)流れの計測方法について具体的な知識を習得する。

（JABEE学習・教育目標）
「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：(D)◎、(F)○

（JABEEキーワード）
「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：エネルギー保存則（ベルヌーイの式）(3h)、質量と運動量の保存(3h)、理想流体の力学(1.5h)、層流と乱流(1.5h)、粘性流体の力学(3h)、各種流れの抵抗(1.5h)、流れの計測(1.5h)

（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」、「数学II」により微分積分学を、さらに「工業力学及び演習I」、「工業力学及び演習II」により速度と加速度、質点に働く力と運動法則、仕事とエネルギー、動力、運動量と力積に関する項目を習得しておく必要がある。
本科目の習得後は「流れ学II」に進み、「流体機械」などの応用的な科目を履修することができる。

＜受講にあたっての前提条件＞

本科目を履修する前に、「数学I」、「数学II」により微分積分学を、さらに「工業力学及演習I」、「工業力学及演習II」により速度と加速度、質点に働く力と運動法則、仕事とエネルギー、動力、運動量と力積に関する項目を習得しておく必要がある。

＜具体的な到達目標＞

(1)連続の式、ベルヌーイの式を通じて、保存則の意味を理解し、応用できる。
(2)運動量保存則・角運動量保存則を用いて、流体が物体等に及ぼす力について理解し、応用できる。
(3)物体周りの流れと流れの抵抗の関係を理解し、応用できる。
(4)ポンプや水車などの損失・効率を用いて流体機械の設計手法の基礎を理解し、応用できる。
(5)流れの計測方法について具体的な知識を理解し、応用できる。

（学習・教育到達目標）
「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：(D)◎

＜授業計画及び準備学習＞

1. [ガイダンス]　流体の基本的性質並びにタービン・自動車・航空機・風車等の流れを利用した機器について解説する．
2. [理想流体の力学]　流体の静力学
3. [エネルギー保存則]　連続の式，ベルヌーイの式の導出
4. [エネルギー保存則]　ベルヌーイの式の応用
5. [質量と運動量の保存則]　運動量保存則を用いて、物体に作用する流体力を求める
6. [質量と運動量の保存則]　運動量保存則の応用
7. [層流と乱流]　粘性流体の性質とレイノルズ数、層流と乱流について学ぶ
8. 中間テスト
9. [粘性流体の力学]　管内流れ（ハーゲン・ポアズイユの式）を中心に粘性流体の性質を述べる
10. [粘性流体の力学]　ムーディー線図を用いて、管路内の流れと抵抗、管路の設計法について学ぶ
11. [エネルギー変換]　ポンプや流体機械の損失を考慮して、流体機械の性能を評価する
12. [各種流れの抵抗]　円柱や翼に作用する流体力について説明し、はく離についても解説する
13. [流れの計測]　ピトー管、熱線流速計など計測機の原理を説明する
14. 授業の振り返り

＜成績評価方法＞

授業の形態は、原則として１時限目講義、２時限目演習とする。演習は試験形式で行なう。
成績評価は、演習問題40％、中間試験，期末試験を30％ずつとし、Grade D 以上の者に単位を認める。

＜教科書＞

「基礎から学ぶ流体力学」飯田明由・武居昌宏・小川隆申著（オーム社）

＜参考書＞

「図解によるわかりやすい流体力学」中林功一・山口健二著（森北出版）
「流体の力学」中山泰喜著（養賢堂）
「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）

＜オフィスアワー＞

八王子：火曜日17:30〜19:15 (8号館306号室 内線3492)
新宿：水曜日11:05〜12:00（前期のみ、1716号室）

＜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．

＜参考ホームページアドレス＞

http://fluid.mech.kogakuin.ac.jp/~minnie/for_students/