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Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 飯田 明由 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 土曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F63O |
| 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 | 本講義を受けることにより，学生は，粘性流体の運動について，理解し，境界層の概念を説明できるようになる． また，流体機械の基礎であるファンの速度三角形，相似則，低騒音化について説明できるようになる．ブロワ，コンプレッサー，水車，風車などの流体機械，自動車，新幹線，航空機周りの流れなど，工業製品に関する流体の運動についての知識を得ることができる． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義は板書を主体として行い，参考資料として講義内容を記載した電子ファイルを配布する．必要に応じてパワーポイントを用いた説明も行う。 |
| 履修条件 | 流れの力学I,Ⅱ，流体工学Iを習得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 流体工学とは何か。理想流体の力学（復習） 連続体力学，完全流体の理論，ベルヌーイの定理などの流体力学の基礎について復習する． 【事前学習】流体工学Iの内容について教科書・ノートを読み直し，内容を復習しておくこと。（120分） 【事後学習】理想流体の力学についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 粘性流体の運動方程式の導出 ナビエ・ストークス方程式を導出し，各項の物理的な意味を説明する． 粘性流体の基礎方程式であるナビエ・ストークス方程式を導出し，その意味について復習する． 【事前学習】講義資料の粘性流体について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】粘性流体の運動方程式の導出についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第3回 | 運動方程式の厳密解，遅い流れの線形近似 ＮＳ方程式をモデル化し，厳密解を求める（ポアゾイユ流れ及びレイリー問題） 【事前学習】講義資料の運動方程式の厳密解について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】運動方程式の厳密解についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第4回 | 層流境界層の概念 境界層の物理的な意味と境界層方程式の導出を行なう． 【事前学習】講義資料の層流境界層の概念について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】層流境界層の概念についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第5回 | 境界層の性質 境界層方程式の解を求め，境界層の性質について学ぶ． 【事前学習】講義資料の境界層の性質について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】境界層の性質についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第6回 | 層流境界層の運動方程式 層流境界層に関する運動方程式について学ぶ． 【事前学習】講義資料の層流境界層の運動方程式について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】層流境界層の運動方程式についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第7回 | 層流と乱流、遷移 層流と乱流の違い，遷移課程について学ぶ． 【事前学習】講義資料の層流と乱流、遷移について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】層流と乱流、遷移についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第8回 | 管路の乱流と壁面粗さ 円管内の乱流について学ぶ． 【事前学習】講義資料の管路の乱流と壁面粗さについて事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】管路の乱流と壁面粗さについてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第9回 | 物体の受ける流体力 物体周りの流れと流体力の関係について円柱を例にとって解説する． 【事前学習】講義資料の管物体の受ける流体力について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】物体の受ける流体力についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第10回 | 噴流・後流 噴流や物体の後にできる流れの性質について学ぶ． 【事前学習】講義資料の噴流・後流について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】噴流・後流についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第11回 | 速度三角形について ファンや流体機械の基礎となる速度三角形について学ぶ 【事前学習】講義資料の速度三角形について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】速度三角形についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第12回 | ファンの低騒音設計 ファンや流体機械の低騒音化手法について学ぶ．ファン，風車の具体例について紹介する． 【事前学習】講義資料のファンの低騒音設計について事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】ファンの低騒音設計についてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第13回 | 自動車，新幹線，航空機などの流れ 自動車や新幹線などの開発事例について紹介する．これらの事例を通じて流体力学の諸問題について検討する． 【事前学習】講義資料の自動車，新幹線，航空機などの流れについて事前に読んでおくこと（120分） 【事後学習】自動車，新幹線，航空機などの流れについてプリントを読んで，講義内容を復習すること（120分） |
| 第14回 | 理解度確認のための演習と解説 理解度確認のための演習問題を実施する． 【事前学習】これまでの講義内容についてプロント・ノートを読んで復習する（120分） 【事後学習】演習課題を自分で再度解いてみる（120分） |
| 第15回 | 平常試験と解説 講義内容に関する平常試験 演習問題及び試験内容についての解説 【事前学習】演習課題を自分で再度解いてみる（120分） 【事後学習】試験問題を再度確認学習すること（120分） |
その他
| 教科書 | |
|---|---|
| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験で60％以上で合格。 |
| 質問への対応 | 授業後またはメイル。 |
| 研究室又は 連絡先 |
iida@me.tut.ac.jp |
| オフィスアワー | |
| 学生への メッセージ |
機械工学の基礎４力学の一つである流体力学についてしっかりと学んでほしい． |