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Ⅰ | ||
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| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 河府 賢治 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F33N |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 機械工学科の基本的な科目の一つである水や空気の流れについての力学を勉強する．流体力学Ⅰ，Ⅱを通して，流れの基本的な性質を学びながら，保存則，基礎方程式を理解し，現実事象に適用できることを目標とする． 流体力学Ⅰでは以下の事項を到達目標とする． ①流れの基本的性質と使用される用語を説明することができる． ②静止流体中および相対的静止状態の流体の圧力を求めることができる． ③静止流体中の流体力である浮力・全圧力を求めることができる． ④レイノルズ数を求め，流れの状態を判別することができる． ⑤質量保存則およびエネルギー保存則を実現象に適用することができる． 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 |
流体特有の事象もあるが，基本的には高校で学んだ基礎的な物理法則を流体に適応する形式で授業を進める． |
| 履修条件 | 高校物理（力学）の知識を必要とする． 流体力学・熱力学演習Aも併せて履修してもらいたい． |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス 流体とは pp.2-5 流体力学で扱う物理量と単位（SI単位，有効数字）pp.6-9 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
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| 第2回 | 流体の基本的性質Ⅰ（密度，比重，粘性） pp.10-15 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第3回 | 流体の基本的性質Ⅱ（圧縮性，表面張力，理想流体） pp.16-23 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第4回 | 圧力の性質，単位，表示方法（パスカルの原理，絶対圧力，ゲージ圧力），静止流体中の圧力 pp.25-30 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第5回 | 圧力計（ヘッド，マノメータ）pp.30-35 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第6回 | 壁面に働く流体力（全圧力，圧力中心）pp.35-39 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第7回 | 小テスト（流体の性質・圧力計），浮力と浮揚体の安定性（浮力，アルキメデスの原理，メタセンタ）pp.41-44 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第8回 | 容器とともに運動する流体中の圧力（相対的静止，等圧面）pp.44-48 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第9回 | 流れの捉え方，流体の運動と渦（オイラー的捉え方，定常・非定常・一様・非一様流，流線・流跡線・流脈線，変形と渦）pp.54-58 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第10回 | 流れの形態（層流・乱流，レイノルズ数）pp.58-60 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第11回 | 小テスト（静止流体の力学），連続の式（検査体積，流量，質量流量，連続の式）pp.60-62 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第12回 | ベルヌーイの式（エネルギー保存則，ベルヌーイの式）pp.62-65 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第13回 | ベルヌーイの式の応用Ⅰ（トリチェリーの定理，よどみ点圧力，ピトー管）pp.65-67 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第14回 | ベルヌーイの式の応用Ⅱ（ベンチュリ管，外部仕事を含む場合）pp.68-70 【事前学習】教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】ノート・教科書を基に授業内容を復習し，理解を深める．（120分） |
| 第15回 | 小テスト（連続の式，ベルヌーイの式），まとめ 流体力学I全体の復習およびこれまでの学習について質疑応答 【事前学習】ノート・教科書で復習し，理解できない箇所を明確にしておく．（120分） 【事後学習】まとめのプリントを読み直し，わからない点はメール，来室等で質問すること．（120分） |
その他
| 教科書 |
鈴木康方 他4名 『流体力学 』 機械系コアテキストシリーズ コロナ社
理工学部，生産工学部，工学部の機械工学科の流体工学の初修科目で使用されるテキスト．
不足する内容については適宜プリントを配布する．
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| 参考書 |
金原粲 他6名 『流体力学 シンプルにすれば「流れ」がわかる』 専門基礎ライブラリー 実教出版
日本機械学会 『流体力学 』 ＪSＭＥテキストシリーズ 丸善
（1）流体力学 シンプルにすれば「流れ」がわかるは非常にわかりやすい本である
（2）JSMEテキストシリーズは日本機械学会が発行している機械工学を学ぶ大学生に標準的なテキスト
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| 成績評価の方法 及び基準 |
小テスト 計30点 定期試験 70点 の合計で評価し，60点以上を合格とする |
| 質問への対応 | 教室，研究室で受け付ける． E-mailでも受け付ける． |
| 研究室又は 連絡先 |
河府賢治：タワー・スコラ 1607室 03-3259-0755 kofu.kenji@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 担当・河府賢治 タワー・スコラ 1607室
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| 学生への メッセージ |
遅刻厳禁．授業に出席し，講義を聞くことと演習をしっかりやることを心掛けてほしい．流体力学・熱力学演習Aもあわせて履修すること．提出物の締め切りを延長することはありませんのでご注意ください． |