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Ａ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 河府・関谷・吉田 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 木曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F43T |
| 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Ⅰ・熱力学Ⅰ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流体力学で扱う物理量を相互に換算することができる。 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質量保存則を用いて準1次元流れの諸量を求めることができる。 ⑥ベルヌーイの式を用いて準1次元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工学単位およびSI単位を理解し，相互の換算ができる。 ②エネルギー方程式を立て解を導くことができる。 ③熱量，内部エネルギー，絶対仕事の関係を理解し，熱力学の第１法則が説明できる。 ④理想気体の状態方程式を用いて気体の状態変化による状態量の変化を求めることができる。 ⑤熱力学の第２法則を理解し，p-V線図及びT-S線図を描くことができる。 |
|---|---|
| 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Ⅰ・熱力学Ⅰ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Aの進め方の説明・必要な数学・物理に関する演習 <B組>熱力学：流体力学・熱力学演習Aの進め方の説明・高校の物理基礎，物理の範囲の試験 | <A組> 【事前学修】高校の教科書の微分・積分，三角関数，指数・対数，ベクトル，力学を復習すること． 【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． <B組> 【事前学修】高校の物理基礎「熱とエネルギー」、物理「熱と気体」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：高校の物理基礎，物理の範囲の試験 <B組>流体力学：必要な数学・物理に関する演習 | <A組> 【事前学修】高校の物理基礎「熱とエネルギー」、物理「熱と気体」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】高校の教科書の微分・積分，三角関数，指数・対数，ベクトル，力学を復習すること． 【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． | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第3回 | <A組>流体力学：流体の性質に関する演習 <B組>熱力学：単位：工学単位およびSI単位に関する演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅰの教科書pp.1-23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1章「熱力学を学ぶための基礎事項」p.1-18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：単位：工学単位およびSI単位に関する演習 <B組>流体力学：流体の性質に関する演習 | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第1章「熱力学を学ぶための基礎事項」p.1-18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Ⅰの教科書pp.1-23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：静止流体の力学に関する演習Ⅰ（圧力，マノメータ） <B組>熱力学：エネルギー方程式：エネルギー方程式を立て解を導く演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅰの教科書pp.25-35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2章「熱力学第一法則」の内、p.19-28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：エネルギー方程式：エネルギー方程式を立て解を導く演習 <B組>流体力学：静止流体の力学に関する演習Ⅰ（圧力，マノメータ） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第2章「熱力学第一法則」の内、p.19-28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Ⅰの教科書pp.25-35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．（30分） | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第7回 | <A組>流体力学：静止流体の力学に関する演習Ⅱ（全圧力・浮力） <B組>熱力学：熱力学の第１法則：熱量，内部エネルギー，絶対仕事の関係を理解する演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅰの教科書pp.35-44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2章「熱力学第一法則」の内、p.29-42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：熱力学の第１法則：熱量，内部エネルギー，絶対仕事の関係を理解する演習 <B組>流体力学：静止流体の力学に関する演習Ⅱ（全圧力・浮力） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第2章「熱力学第一法則」の内、p.29-42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Ⅰの教科書pp.35-44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：静止流体の力学に関する演習Ⅲ（相対的静止状態における圧力，流体の運動と渦） <B組>熱力学：気体の性質（その１）理想気体の状態方程式：理想気体の状態方程式を用いて，気体の状態変化による状態量の変化を求める演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅰの教科書pp.44-58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3章「理想気体の状態変化」の内、p.43-52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：気体の性質（その１）理想気体の状態方程式：理想気体の状態方程式を用いて，気体の状態変化による状態量の変化を求める演習 <B組>流体力学：静止流体の力学に関する演習Ⅲ（相対的静止状態における圧力，流体の運動と渦） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第3章「理想気体の状態変化」の内、p.43-52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。（30分） <B組> 【事前学修】流体力学Ⅰの教科書pp.44-58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：流体の運動と保存則に関する演習Ⅰ（流れを表す方法，レイノルズ数，質量保存則） <B組>熱力学：気体の性質（その２）理想気体の状態変化：理想気体の状態方程式を用いて，気体の状態変化による状態量の変化を求める演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅰの教科書pp.58-62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3章「理想気体の状態変化」の内、p.53-69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。（30分） | 【事前学修】30分 【事後学修】30分 |
| 第12回 | <A組>熱力学：気体の性質（その２）理想気体の状態変化：理想気体の状態方程式を用いて，気体の状態変化による状態量の変化を求める演習 <B組>流体力学：流体の運動と保存則に関する演習Ⅰ（流れを表す方法，レイノルズ数，質量保存則） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第3章「理想気体の状態変化」の内、p.53-69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Ⅰの教科書pp.58-62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：流体の運動と保存則に関する演習Ⅱ（ベルヌーイの式） <B組>熱力学：熱力学の第２法則とエントロピー：理想気体のエントロピー変化，T-S線図を用いた演習 | <A組> 【事前学修】流体力学Ⅰの教科書pp.62-67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4章「熱力学第二法則」p.71-95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：熱力学の第２法則とエントロピー：理想気体のエントロピー変化，T-S線図を用いた演習 <B組>流体力学：流体の運動と保存則に関する演習Ⅱ（ベルヌーイの式） | <A組> 【事前学修】熱力学の教科書第4章「熱力学第二法則」p.71-95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Ⅰの教科書pp.62-67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A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
流れの力学Ⅰと同じ教科書．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Ⅰと同じ教科書．
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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，総合演習50点の合計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 関谷直樹：タワー・スコラ 1701室 03-3259-0737 sekiya.naoki@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
火曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 関谷直樹
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． |