2023年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 流体力学Ⅲ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 鈴木 康方 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F31N |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 水や空気の流れについての力学の勉強を，流れの力学Ｉ，ＩＩに続いて行．。非圧縮性流体についての基本的事項についての理解を深める． ・物体に作用する抗力・揚力とその評価ができる ・境界層厚さの定義の説明と算出ができる ・層流境界層と乱流境界層の速度分布と壁面摩擦抗力について説明できる ・翼形の定義，翼性能と翼周り流れの関係が説明できる ・噴流と後流の速度分布とその発達の説明ができる 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています |
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| 授業形態及び 授業方法 |
パワーポイントと板書を併用し，必要に応じてプリントを配布して講義を進める． |
| 履修条件 | 流体力学Ｉ（流れの力学I）または流体力学Ⅱ（流れの力学Ⅱ）の単位を修得していないと履修できない． |
授業計画
| 第1回 | 本講義の内容説明．また，本講義の進め方について説明する． 相似則，物体に働く抗力と揚力I ・揚力係数と抗力係数 【予習】教科書6.1.1節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.1.1節の式や用語をまとめる．（120分） |
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| 第2回 | 相似則，物体に働く抗力と揚力II ・抗力の種類 ・物体形状と抗力係数 【予習】教科書6.2.2節から6.2.3節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.2.2節から6.2.3節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第3回 | 円柱周りの流れI ・レイノルズ数と流れのパターン ・カルマン渦列とストローハル数 ・はく離と圧力分布，抗力係数の特性 【予習】教科書6.3節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.3節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第4回 | 円柱周りの流れII ・（続）はく離と圧力分布，抗力係数の特性 翼周りの流れI ・翼形と各部の名称と主要なパラメータ 【予習】教科書6.3節，6.4.1節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.3節，6.4.1節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第5回 | 翼周りの流れII ・翼の周りの流れと圧力分布 ・翼周りの流れと翼性能 【予習】教科書6.4.2節から6.4.3節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.4.2節から6.4.3節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第6回 | 境界層 ・境界層の発達と摩擦抗力 ・境界層厚さと形状係数 平板上に発達する境界層流れI ・層流境界層から乱流境界層へ 【予習】教科書6.5.1節から6.5.3{1]節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.5.1節から6.5.3{1]節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第7回 | 平板上に発達する境界層流れII ・層流境界層と乱流境界層の速度分布 ・平板上の境界層厚さの算出式 【予習】教科書6.5.3[2]節から6.5.3[3]節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.5.3[2]節から6.5.3[3]節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第8回 | 境界層のはく離と再付着 境界層の制御 【予習】教科書6.5.4節から6.5.5節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.5.4節から6.5.5節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第9回 | 噴流と後流 ・噴流と後流の構造 ・流速分布と流れの幅の拡大 【予習】教科書6.6節を読み，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】教科書6.6節の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第10回 | ポテンシャル流れの基礎I ・複素関数論の基礎 ・速度ポテンシャルと流れ関数 ・複素ポテンシャル 【予習】教科書p.153からp.154を読み，関連分野を調べ，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】講義資料および教科書p.153からp.154の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第11回 | ポテンシャル流れの基礎II ・一様流 ・わき出しと吸込み ・渦 ・二重わき出し 【予習】教科書p.154を読み，関連分野を調べ，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】講義資料および教科書p.154の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第12回 | ・連続の式 ・非粘性流体の運動方程式（オイラーの運動方程式） ・カーテシアンテンソル 【予習】資料を読み，関連分野を調べ，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】講義資料の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第13回 | ・粘性流体の運動方程式（NS方程式） ・NS方程式の無次元化 ・境界層方程式 【予習】資料を読み，関連分野を調べ，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】講義資料の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第14回 | ・乱流の扱い方 ・レイノルズ平均とレイノルズ応力 ・乱流の境界層方程式 【予習】関連分野を調べ，理解できない箇所をまとめる．（120分） 【復習】講義資料の式や用語をまとめる．（120分） |
| 第15回 | 平常試験及び解説 【予習】教科書6章および講義資料の式と用語をまとめ，この範囲の章末問題をできる範囲で解き，復習問題の復習を行う．（120分） 【復習】上記範囲のできなかったところについて，用語と数式，解き方を再確認してまとめる．（120分） |
その他
| 教科書 |
鈴木康方，関谷直樹，彭國義，松島均，沖田浩平 『C-2 流体力学』 機械系コアテキストシリーズ コロナ社 2018年 第1版
機械系コアテキストは工学部および生産工学部の機械工学科でも使用されるテキストであり，やさしい数学と平易な説明による入門書である．
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| 参考書 |
日本機械学会 『流体力学』 ＪＳＭＥテキストシリーズ 丸善 2008年 第1版
JSMEテキストは流れの力学I，IIで使用したテキストであり，広範囲を網羅しているが，数学を駆使して難しい説明がある．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
第1回〜第14回の間に課す課題を50％，第15回の平常試験を50％として100％で評価し，60%以上合格とする． |
| 質問への対応 | 随時受け付けます。 suzuki.yasumasa@（アットマーク）nihon-u.ac.jp |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：タワー・スコラS1719室， Tel/fax: 03-3259-0738 |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 タワー・スコラS1719室
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| 学生への メッセージ |
本質を理解するように努めてください。 |