熱力学と流体力学の基礎 (H32B)

日本大学理工学部

2024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	齊藤・髙橋（晶）	履修期	後期
単位	2	曜日時限	水曜2
校舎	船橋	時間割CD	H32B
クラス
履修系統図	履修系統図の確認
その他	実務経験のある教員による授業科目

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	対面授業で実施する．パワーポイント・板書を主体とした講義形式で行う．企業でのエンジン開発の経験をもとに，エンジン開発に必要なスキルの解説を行う．
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．
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DP1・3及びCP1・3に該当しています。

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．	【事前学修】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．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第2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	【事前学修】SI単位系を覚えてくる．【事後学修】圧力の単位換算に関する例題を解く．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第3回	熱力学の分野（２）　熱力学の概念説明（２）　理想気体	【事前学修】物質量と質量の違いについて予習しておく．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第4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	【事前学修】仕事の概念について予習しておく．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第5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	【事前学修】流動系のエネルギー式について予習しておく．【事後学修】開いた系における仕事が求められるようにする．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第6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	【事前学修】定圧変化と定積変化について予習をしておく．【事後学修】比熱に関する例題を解く．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第7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	【事前学修】自然対数の積分を復習しておく．【事後学修】定圧変化と定積変化についての例題を解く．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第8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	【事前学修】等温変化と断熱変化について予習しておく．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第9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）	【事前学修】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．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第10回	流体力学の分野（２）　流体の性質（粘性，圧縮性）と表面張力	【事前学修】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．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第11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）	【事前学修】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．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第12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	【事前学修】教科書の2.1.4～2.1.5節の内容について学習しておく．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第13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	【事前学修】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．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第14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	【事前学修】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．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間
第15回	流体力学の分野（７）　圧力のつり合い，マノメータ	【事前学修】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．【事後学修】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．	【事前学修】2時間【事後学修】2時間

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．
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」は一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。
成績評価の方法及び基準	定期試験80％，課題を20％の割合で評価する．
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	336B室（齊藤）および338B（髙橋晶） saitou.masanori@nihon-u.ac.jp（齊藤） takahashi.akiyo@nihon-u.ac.jp （髙橋晶）
オフィスアワー	水曜船橋 12:00 ～ 15:00 担当：齊藤火曜船橋 10:40 ～ 12:10 担当：髙橋(晶)
学生へのメッセージ	水曜船橋 12:00 ～ 15:00 担当：齊藤火曜船橋 10:40 ～ 12:10 担当：髙橋(晶)

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