流体工学Ⅰ (F31O)

日本大学理工学部

2019年理工学部シラバス - 機械工学科

設置情報

科目名	流体工学Ⅰ
設置学科	機械工学科	学年	3年
担当者	須谷　記和	履修期	後期
単位	2	曜日時限	水曜1
校舎	駿河台	時間割CD	F31O
クラス
ポリシー	ディプロマ・ポリシー【DP】カリキュラム・ポリシー【CP】
履修系統図	履修系統図の確認

概要

学修到達目標	これまで学んだ流体力学を基礎から復習するとともに、身近な現象（台風などの渦の様子、飛行機が飛ぶ原理、スポーツでの変化球、抵抗を減らす様々な工夫等）について理論的に説明することができる。
授業形態及び授業方法	主に板書にて行い、必要に応じてパワーポイントを使用する。プリントを配布するため、参考書は必須ではない。
履修条件	流れの力学I、II、IIIを修得していることが望ましい。

授業計画

第1回	【流体の特性】流体力学で扱う物理量について解説する。また、様々な流れの可視化写真によって流体力学の概観を把握する。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。（120分）
第2回	【流体の特性】第１回の続き【流体の運動学】流線等の概念について学ぶ。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第1章の基本問題を解く。（120分）
第3回	【流体の運動学】流管における保存則について学ぶ。【流体運動の基礎方程式】ラグランジュ微分について学ぶ。＜予習＞偏微分の基礎を確認する。（120分）＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第2章の基本問題を解く。（120分）
第4回	【流体運動の基礎方程式】流体運動を記述する基礎方程式について学ぶ。【保存則の応用】ベルヌーイの式を導く。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第3章の基本問題を解く。（120分）
第5回	【保存則の応用】運動量保存則の適用について学ぶ。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第4章の基本問題・応用問題を解く。（120分）
第6回	【渦・循環（１）】渦運動の基礎について学ぶ。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。（120分）
第7回	【渦・循環（２）】循環について学ぶ。また、実際の渦現象について理解する。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。（120分）
第8回	【渦・循環（３）】速度ポテンシャルおよび流れ関数について学ぶ。【小テスト１（原則、成績には関係なし）】＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第5章の基本問題を解く。（120分）
第9回	【ベルヌーイの方程式の応用】非回転条件からベルヌーイの式の一般形を導出する。また、ベルヌーイの式を用いて様々な問題を解く演習を行う。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第6章の基本問題・応用問題を解く。（120分）
第10回	【非圧縮性ポテンシャル流（１）】複素速度ポテンシャルを導入し、基本的な流れについて学ぶ。＜予習＞複素関数の基礎を確認する。（120分）＜復習＞配布プリントを読んで理解する。（120分）
第11回	【非圧縮性ポテンシャル流（２）】円柱を過ぎる流れについて詳細に学ぶ。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。（120分）
第12回	【非圧縮性ポテンシャル流（３）】クッタの条件、揚力発生の原理について学ぶ。【非圧縮性粘性流体】クエット流、円管内ポアズイユ流の概念について学ぶ。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第7、8章の基本問題を解く。（120分）
第13回	【境界層、流体の抵抗】境界層について概説し、流体の抵抗およびその低減法について考える。＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第9、10章の基本問題を解く。（120分）
第14回	【相似則、実験流体力学】相似則について学ぶ。また、流体力学の実験に使用される風洞および測定法について紹介する。【小テスト２（原則、成績には関係なし）】＜復習＞配布プリントを読んで理解する。第11章の基本問題を解く。（120分）
第15回	平常試験及び解説

その他

教科書
参考書	今井功『流体力学』岩波書店 1993年
成績評価の方法及び基準	定期試験100点満点で60点以上を合格とする。
質問への対応	授業後もしくはE-mailで受け付ける。
研究室又は連絡先	須谷記和：sudani@chofu.jaxa.jp
オフィスアワー
学生へのメッセージ	流体力学は身近な現象に深く関わる学問ですが、理論的に説明しようとすると式変形が複雑で理解の大変な部分が多々でてきます。数学の基礎（偏微分等）を確認した上で授業に臨み、授業後はしっかりと復習をして次に備えてください。

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