2019年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 熱力学と流体力学の基礎 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 村松・齊藤 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H11B |
| 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 | 2年次で学習する熱力学と流体力学の導入科目です．しっかり理解して熱力学Ⅰ，流体力学Ⅰを学ぶための基礎力を身につけましょう． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を主体とした講義形式で行う．この講義を補うために「熱力学と流体力学の基礎演習」が設置されていますので，必ず同時に履修して下さい． |
| 履修条件 | 多変数の微分積分学，ベクトルなどの数学は必須となります． 「熱力学と流体力学の基礎演習」と同時受講が必須です． |
授業計画
| 第1回 | 熱力学と流体力学がどのような学問なのか，またその扱う応用分野について概説する．また，授業の進め方について説明する． 【事前学習】シラバスをよく読んでおく．流体分野の教科書の1.1節をよく読んでおく．（120分） 【事後学習】学習計画を立てる．流体分野の配布資料及び教科書の1.1節の内容を復習する．（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 流体力学の分野（１） 流体の密度，比重量および比重，流体の性質（粘性，圧縮性） 【事前学習】教科書の1.2.1～1.2.2節，1.4節の内容及び有効数字について学習しておく．（120分） 【事後学習】1.2.1～1.2.2節の内容に関連する演習問題を，単位と有効数字に注意して解いて理解を深める．（120分） |
| 第3回 | 流体力学の分野（２） 流体の性質（粘性，圧縮性）と表面張力 【事前学習】教科書の1.2.2～1.2.4節の内容及び配布プリントについて学習しておく．（120分） 【事後学習】教科書の1.2.2～1.2.4節の内容及び配布プリントに関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第4回 | 流体力学の分野（３） 流体の分類，流れの分類，流れを表わす物理量（流量，速度，加速度） 【事前学習】教科書の2.1.1～2.1.2節及び2.2節の内容について学習しておく．（120分） 【事後学習】教科書の2.1.1～2.1.2節及び2.2節の内容に関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第5回 | 流体力学の分野（４） 流れを表わす物理量（流線，流脈線，流跡線），流体の変形と回転 【事前学習】教科書の2.1.4～2.1.5節の内容について学習しておく．（120分） 【事後学習】教科書の2.1.4～2.1.5節の内容に関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第6回 | 流体力学の分野（５） 体の変形と回転（続き），圧力と剪断応力 【事前学習】教科書の2.1.5節及び2.1.4節の内容について学習しておく（120分） 【事後学習】教科書の2.1.5節及び2.1.4節の内容に関連する演習問題を解いて理解を深める（120分） |
| 第7回 | 流体力学の分野（６） 圧力の等方性，オイラーの平衡方程式，重力場での圧力，ゲージ圧と絶対圧 【事前学習】教科書の3.1.1節～3.1.３節の内容について学習しておく．（120分） 【事後学習】教科書の3.1.1節～3.1.３節の内容に関連する演習問題を解いて理解を深める．様々な圧力の単位系について単位換算をできるようにする．（120分） |
| 第8回 | 流体力学の分野（７） 圧力のつり合い，マノメータ 【事前学習】教科書の3.1.3節～3.1.4節の内容について学習しておく（120分） 【事後学習】教科書の3.1.3節～3.1.4節の内容に関連する演習問題を解いて理解を深める．（120分） |
| 第9回 | 熱力学の分野（１） 熱力学の概念説明（１） 工業熱力学とは，熱平衡と温度，状態量，状態変化，状態式 国際単位系と他の単位系，数学的準備 【事前学習】SI単位系を覚えてくる（120分） 【事後学習】圧力の単位換算に関する例題を解く（120分） |
| 第10回 | 熱力学の分野（２） 熱力学の概念説明（２） 理想気体 【事前学習】物質量と質量の違いについて予習しておく（120分） 【事後学習】分子運動論を用いて温度と分子のエネルギーの関係を導出する（120分） |
| 第11回 | 熱力学の分野（３） 熱力学第1法則（１） 仕事と熱，熱力学第１法則、閉じた系のエネルギー式 【事前学習】仕事の概念について予習しておく（120分） 【事後学習】閉じた系におけるpV線図から仕事を求められるようにする（120分） |
| 第12回 | 熱力学の分野（４） 熱力学第1法則（２） 閉じた系のエネルギー式（続き），流動系のエネルギー式 【事前学習】流動系のエネルギー式について予習しておく（120分） 【事後学習】開いた系における仕事が求められるようにする（120分） |
| 第13回 | 熱力学の分野（５） 熱力学第1法則（３）、理想気体の状態変化（１） 比熱，理想気体の性質 【事前学習】定圧変化と定積変化について予習をしておく（120分） 【事後学習】比熱に関する例題を解く（120分） |
| 第14回 | 熱力学の分野（６） 理想気体の状態変化（２） 理想気体の性質，理想気体の可逆変化 【事前学習】自然対数の積分を復習しておく（120分） 【事後学習】定圧変化と定積変化についての例題を解く（120分） |
| 第15回 | 熱力学の分野（７） 理想気体の状態変化（３） 理想気体の不可逆変化，理想気体の混合気体 【事前学習】等温変化と断熱変化について予習しておく（120分） 【事後学習】ポリトロープ指数と各状態変化の関係について理解する（120分） |
その他
| 教科書 |
日本機械学会 『流体力学』 JSMEテキストシリーズ 日本機械学会
河野、岡島、角田、氏家 『工業熱力学 基礎編』 東京大学出版会
JSMEテキストシリーズは，日本機械学会が機械系の大学生が学ぶべき標準を示すために作られたテキストであリ，「流体力学」は2年次の流体力学Ⅰでも使用する．「工業熱力学」は2年次での熱力学ⅠやⅡでも使用するテキストである．
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| 参考書 |
斎間，江良，増田，庄司 『基礎熱力学』 産業図書
流体力学に関しては、授業中に説明する．
「基礎熱力学」は昨年度までの本授業熱力学分野の教科書。本授業の範囲までなら、参考図書のほうがわかりやすいかもしれないので、一読を勧める。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
定期試験70％，課題及び演習を30％の割合で評価する． 「熱力学と流体力学の基礎演習」での成績も加味され，成績が連動します． |
| 質問への対応 | 授業中または研究室で対応する． |
| 研究室又は 連絡先 |
334室（村松）および336A室（齊藤） |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15 村松
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| 学生への メッセージ |
2年次以降の専門科目に結び付く基礎科目なので，しっかり学習して良く理解して下さい． 熱力学と流体力学の基礎演習と必ず同時に受講しなければならない． |