2024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・熱力学演習Ｂ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 河府・鈴木・吉田 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 木曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F43O |
| クラス | A組 B組 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 流体力学Ⅱ・熱力学Ⅱの講義の進行に沿って，問題演習を積み重ねていくことにより，流体力学・熱力学に関する基礎知識の理解を深め，さらに工学的諸問題に対応できる能力を養う． ・流体力学演習の学修到達目標 ①運動量の法則を用いて流体に作用する力を求めることができる。 ②円管内流れの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。 ③円管内流れの層流および乱流の速度分布を求めることができる。 ④円管内流れのエネルギー損失を求めることができる。 ⑤管路系の損失を考慮したエネルギー保存則を用いて流れの諸量を求めることができる。 ・熱力学演習の学修到達目標 ①ガスサイクル（オットーサイクル、ディーゼルサイクル、サバテサイクル、ブレイトンサイクル）のp-V線図及びT-S線図を描き説明することができる。 ②ガスサイクル（オットーサイクル、ディーゼルサイクル、サバテサイクル、ブレイトンサイクル）の理論熱効率を求めることができる。 ③ガスサイクル（オットーサイクル、ディーゼルサイクル、サバテサイクル、ブレイトンサイクル）の最高温度や最高圧力などの状態量を求めることができる。 ④ガスサイクル（オットーサイクル、ディーゼルサイクル、サバテサイクル）の仕事量及び平均有効圧力を求めることができる。 ⑤圧縮機の作動原理を説明し、圧縮仕事を求めることができる。 ⑥蒸気のh-s線図および蒸気表を用いて蒸気の状態変化を求めることができる。 ⑦冷凍サイクルを説明し、成績係数、各熱量を求めることができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
・流体力学演習と熱力学演習は隔週で交互に行う． ・演習問題の提出状況・内容により平常点をつける． ・自分の理解力を知るために，各自で行ってもらう． ・わからない点は授業時間内に質問し，授業時間内に解決することを望む． |
| 履修条件 | 流体力学Ⅱ・熱力学Ⅱを並行して履修することが望ましい． |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3・4及びCP3・4に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | <A組>流体力学：流体力学・熱力学演習Bの進め方の説明，流体力学Ⅰの復習 <B組>熱力学：流体力学・熱力学演習Bの進め方の説明，熱力学演習Aの復習試験 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅰの復習をすること． 【事後学修】教科書等を見ながらできなかった問題をやり直す． <B組> 【事前学修】熱力学Ⅰおよび熱力学演習Aについて復習すること。 【事後学修】試験でできなかった問題を解けるようにすること。 | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | <A組>熱力学：熱力学演習Aの復習試験 <B組>流体力学：流体力学Ⅰの復習 | <A組> 【事前学修】熱力学Ⅰおよび熱力学演習Aについて復習すること。 【事後学修】試験でできなかった問題を解けるようにすること。 <B組> 【事前学修】流体力学Ⅰの復習をすること． 【事後学修】教科書等を見ながらできなかった問題をやり直す． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第3回 | <A組>流体力学：流体の運動方程式と運動量の法則に関する演習Ⅰ（一様流れの場合） <B組>熱力学：ガスサイクル(その１)容積型内燃機関の理論サイクル：オットーサイクルに関する演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.74-82および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． <B組> 【事前学修】熱力学の教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.113-119を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第4回 | <A組>熱力学：ガスサイクル(その１)容積型内燃機関の理論サイクル：オットーサイクルに関する演習 <B組>流体力学：流体の運動方程式と運動量の法則に関する演習Ⅰ（一様流れの場合） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.113-119を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 <B組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.74-82および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第5回 | <A組>流体力学：流体の運動方程式と運動量の法則に関する演習Ⅱ（非一様流れの場合） <B組>熱力学：ガスサイクル（その２） 容積型内燃機関の理論サイクル：ディーゼルサイクル，サバテサイクルに関する演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.82-88および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． <B組> 【事前学修】熱力学の教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.120-126を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第6回 | <A組>熱力学：ガスサイクル（その２） 容積型内燃機関の理論サイクル：ディーゼルサイクル，サバテサイクルに関する演習 <B組>流体力学：流体の運動方程式と運動量の法則に関する演習Ⅱ（非一様流れの場合） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.120-126を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 <B組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.82-88および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第7回 | <A組>流体力学：流体の運動方程式と運動量の法則に関する演習Ⅲ（角運動量の法則および運動量まとめ） <B組>熱力学：ガスサイクル（その３） 速度型内燃機関の理論サイクル：ブレイトンサイクルに関する演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.89-93および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． <B組> 【事前学修】熱力学の教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.127-134を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第8回 | <A組>熱力学：ガスサイクル（その３） 速度型内燃機関の理論サイクル：ブレイトンサイクルに関する演習 <B組>流体力学：流体の運動方程式と運動量の法則に関する演習Ⅲ（角運動量の法則および運動量まとめ） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第6章「熱機関のサイクル」の内、p.127-134を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 <B組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.89-93および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第9回 | <A組>流体力学：管内流れと損失に関する演習Ⅰ（層流の速度分布と摩擦損失） <B組>熱力学：ガスサイクル（その４） 空気圧縮機の理論サイクル：圧縮機に関する演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.94-105および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． <B組> 【事前学修】熱力学の教科書第7章「圧縮機のサイクル」p.135-145を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第10回 | <A組>熱力学：ガスサイクル（その４） 空気圧縮機の理論サイクル：圧縮機に関する演習 <B組>流体力学：管内流れと損失に関する演習Ⅰ（層流の速度分布と摩擦損失） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第7章「圧縮機のサイクル」p.135-145を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 <B組> 【事前楽手】流体力学Ⅱの教科書pp.94-105および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第11回 | <A組>流体力学：管内流れと損失に関する演習Ⅱ（乱流の速度分布と摩擦損失，粗い管，非円形断面管路） <B組>熱力学：蒸気の性質とその応用 蒸気の状態変化および蒸気表と蒸気線図：蒸気h-s線図および蒸気表を用いて蒸気の状態変化を求める演習およびランキンサイクルに関する演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.106-117および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． <B組> 【事前学修】熱力学の教科書第8章「蒸気の性質と蒸気サイクル」p.147-160を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第12回 | <A組>熱力学：蒸気の性質とその応用 蒸気の状態変化および蒸気表と蒸気線図：蒸気h-s線図および蒸気表を用いて蒸気の状態変化を求める演習およびランキンサイクルに関する演習 <B組>流体力学：管内流れと損失に関する演習Ⅱ（乱流の速度分布と摩擦損失，粗い管，非円形断面管路） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第8章「蒸気の性質と蒸気サイクル」p.147-160を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 <B組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.106-117および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第13回 | <A組>流体力学：管内流れと損失に関する演習Ⅲ（断面が変化する場合，配管部品による圧力損失） <B組>熱力学：蒸気の性質とその応用 冷凍サイクル：冷凍サイクルの構成要素と動作及び成績係数を求める演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.117-134および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． <B組> 【事前学修】熱力学の教科書第9章「冷凍サイクル」p.161-169を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第14回 | <A組>熱力学：蒸気の性質とその応用 冷凍サイクル：冷凍サイクルの構成要素と動作及び成績係数を求める演習 <B組>流体力学：管内流れと損失に関する演習Ⅲ（断面が変化する場合，配管部品による圧力損失） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第9章「冷凍サイクル」p.161-169を読んで理解すること。 【事後学修】演習でできなかった問題を解けるようにすること。 <B組> 【事前学修】流体力学Ⅱの教科書pp.117-134および当該範囲のノートで予習すること． 【事後学修】教科書等を見ながら，できなかった問題をやり直すこと． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第15回 | <AB組共通>理解度確認のための平常試験と解説 | <AB組共通> 【事前学修】流体力学・熱力学演習Bの範囲を復習し，平常試験に備える． 【事後学修】平常試験で理解できなかった箇所を復習する． | 【事前学修】30分 【事後学修】30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
吉田幸司、岸本健、木村元昭、田中勝之、飯島晃良 『基礎から学ぶ熱力学』 オーム社 2016年 第1版
流体力学Ⅱの教科書．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．
熱力学Ⅱの教科書．
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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 |
演習50点，平常試験50点，合計100点満点で採点する．60点以上を合格とする． 平常試験は電卓のみ可とする． |
| 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 鈴木康方：タワー・スコラ 1719室 03-3259-0738 suzuki.yasumasa@nihon-u.ac.jp 吉田幸司：タワー・スコラ 1716室 03-3259-0733 yoshida.koji@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 河府賢治
金曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 鈴木康方
月曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 吉田幸司
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| 学生への メッセージ |
毎回時間内に問題を自主的に解き，分からないところはその授業内に尋ね，演習を積極的にこなすことが大切です．また，解答を必ず確認し，復習することが理解を深めます． |