流体力学

科目名

流体力学

JABEE科目

科目CODE

167

学年・学科等名	第5学年　機械システム工学科	担当教員	宇野　直嗣(8002)
単位数・期間	1単位・前期	総時間数	45時間(含：自学自習・中間試験)
教　科　書　名	流体力学〔杉山，遠藤，新井　共著，森北出版株式会社〕
補　助　教　材	プリント〔演習問題〕
参　　考　　書	流れの科学(アッシャー･H・シャピロ著，河田書房)，流れの物理〔高木著，朝倉書店〕

Ａ　教育目標

流体の運動の数学的取り扱いを学び，流体運動の支配方程式を理解する．また流体力学発達の歴史を学び，各時代の流体力学の課題を学習し，現在の到達度，未来の問題についても考える．

Ｂ　概要

流体力学Ⅰ，Ⅱで学習した流れの知識を踏まえ，流れの運動方程式であるナビエ・ストークス方程式の各項の詳細について学び，扱う流れに応じてナビエ・ストークス方程式を変形し，数学的に解くことを学習する．また，数学的に解くことが出来ない流れで扱われる数値計算の手法を学び，簡単な流れについて数値計算を行いながら，これまでに学習した流れの理解度をさらに深める．

Ｃ　教育目標との対応

本校の

教育目標

機械システム工学科

の教育目標

教育プログラム

科目区分

教育プログラムの学習・教育目標

（JABEE基準：c, d, e）

(1)

基礎工学科目

力学系

A-2

（60％）

Ｄ-1

（20％）

Ｄ-2

（20％）

Ｄ　学習上の留意点

流体力学Ⅰ，Ⅱはもちろん，物理学や力学基礎で学習した流れの知識を踏まえ，圧力や粘性力が材料力学で学んだ垂直応力やせん断応力と関係あることを十分理解し，流れの現象を言葉で説明できるよう心掛けることが重要である．また，数値計算を行う際には，情報処理演習で学習した表計算ソフトの操作方法も活用する必要がある．

Ｅ　評価方法

　　定期試験2回（80％），レポート（10％），演習問題の取組内容，及び提出課題の内容（10％）にて評価する．

Ｆ　授業内容　　講義＋教室内自学自習30時間，自学自習15時間　総時間数45時間

授業項目	時間	内　　　　　容	教育プログラム
ガイダンス	1	授業の概要と評価方法の説明
1．粘性流れの基礎方程式			A-2 D-1 D-2
(1)連続の式	2	・圧縮性流体，非圧縮性流体の連続の式を導くことができる．
(2)ナビエ･ストークス方程式	6	・流体粒子に作用する応力の流体力学的表現法と摩擦速度について説明できる．
(3)基礎方程式の簡略化と厳密解	5	・基礎方程式の簡略化と厳密解ができる．
（前期中間試験）	2
2．数値流体力学の基礎
(1)粘性流れの基礎方程式の無次元化と変換	2	・式の各項の持つ物理的な意味を理解し，オイラーの式，ベルヌーイの式とナビエ･ストークスの式の関係を説明できる．	A-2 D-1 D-2
(2)離散化法	1	・離散化の意味と計算機の役割を説明できる．
(3)差分法	5	・微係数の差分化ができる．
(4)表計算ソフトによる簡単な流れの数値計算	6	・表計算ソフトを用いて，簡単な流れの数値計算が出来る．
（前期期末試験）
◆自学自習	15	日常の授業ノートの整理と復習時間，演習や課題の考察，小テストや定期試験の準備のための勉強時間を総合し15時間程度の自学自習時間が必要である．	A-1 D-1 D-2

Ｇ　関連科目

情報処理演習，プログラミング応用，応用物理学，流体力学Ⅰ，流体力学Ⅱ，

工学実験（流量の測定，流れの中の円柱に作用する抗力測定，円管内の粘性流れ），

機械設計演習〔ポンプの設計〕，ターボ機械，計算力学

旭川高専2009