検索

トップページ

担当別５０音一覧

科目	流れの力学	区分	機械システム学科科目群
授業コード	13901005390070	開設セメスター	5S、4S
曜日・時限	春　月/56、春　木/56、秋　木/78	単位数	4単位
担当者名	小倉　研治

授業の概要

流体とは液体（水など）と気体（空気など）の総称であり，物体や機器内外の流れおよびそれによって生ずる力，運動等を研究するのが流体工学である． 　本講の前半ではその基礎をなす流体静力学および理想流体（粘性および圧縮性を無視できる場合）の流れの力学について学ぶ． 　本講の後半では流体機械の基礎までを含め，粘性の影響を含む実在流体の力学について学ぶ．

到達目標

流体の基本的性質および流体現象を理解するための基本的な方法を知る． 　深さと圧力の関係を理解するとともに，圧力，ヘッド，水頭等の表記方法を習得する． 　液柱計の計測原理を理解し，利用可能になる． 　パスカルの原理や浮力，表面張力，粘性の扱い方を理解する． 　流体運動を扱う基礎として，連続の法則，ベルヌーイの定理を理解する．さらに，これらを用いて理想流体の流れの問題を解くことができるようになる． 　運動量の法則を理解し，適用できるようになる． 　　損失や抵抗のある実在流体の力学を理解する．　管内流れや物体周りの流れ，および，流体機械，とくにポンプについて基本知識を得る． 基本的な形状の物体の流体抵抗（空気抵抗等）を評価できるようになる． 　配管内の水流や空気の流れで生ずる損失を評価し，必要な流れを得るために適したポンプを選定することができるようになる．実在の流体の圧力、流速や流量を求めることができるようになる．

授業計画	テーマ	内容	学習課題
第1回目	科目概要と流体現象の扱い方	流体系の科目概要，本講義の概要の説明 流体現象や流体機械をビデオによる紹介	シラバスを確認しておく．
第2回目	基本単位系と流体の性質	SIの単位，絶対単位系および工学単位系の十分な確認 密度，比重，比重量，粘性，圧縮性，表面張力の確認	内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．各自で気付いた流体を利用した機器を挙げ、原理を考えてみる。
第3回目	流体の圧力	深さと圧力，圧力の表記，ヘッド，水頭，水銀柱，標準大気圧，ゲージ圧，絶対圧	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第4回目	液柱計	液柱計，U字管液柱計，示差圧力計，逆U字管圧力計，微圧計，傾斜微圧計	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第5回目	パスカルの原理・浮力・表面張力	パスカルの原理，浮力，表面張力，毛管現象の理解	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第6回目	前回までのまとめと演習	前回までに学んだ流体の性質，静水力学の理解の確認と演習	指定する演習問題を解き，分からないところを明らかにしておく．
第7回目	第１回中間試験	前回までに学んだ流体の性質，静水力学の理解度の評価	前回までに学んだ流体の性質，静水力学を十分に理解しておく．
第8回目	流体運動の基礎と連続の式	流線，流跡，定常流，非定常流，一様流，非一様流，流管，一次元流れ，連続の式	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第9回目	ベルヌーイの定理	一次元のオイラーの方程式，ベルヌーイの定理，ベルヌーイの式（単位質量当たり，単位重量当たり，単位体積当たり），圧力・速度・位置の各エネルギー，比エネルギー	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第10回目	ベルヌーイの式の適用方法	圧力ヘッド，速度ヘッド，位置ヘッド，全ヘッド，水力勾配線，エネルギー線，ベンチュリー管	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第11回目	ベルヌーイの定理の応用例	ピトー管，演習問題	指定する演習問題を解き，分からないところを明らかにしておく．
第12回目	運動量の法則	運動量，力積，運動量の法則，角運動量，角運動量の法則	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第13回目	運動量の法則の応用例	噴流が平板に作用する力，運動する平板に作用する噴流の力，曲板に作用する噴流の力	指定する演習問題を解き，分からないところを明らかにしておく．
第14回目	第８～１３回目のまとめと演習	連続の式，ベルヌーイの式および運動量の法則の理解と扱い方法の習得の確認演習	指定する演習問題を解き，分からないところを明らかにしておく．
第15回目	第２回中間試験	連続の式，ベルヌーイの式および運動量の法則の理解度と扱い方法の習得度の評価	連続の式，ベルヌーイの式および運動量の法則を十分に理解し，扱い方法について十分習得しておく．

第16回目	粘性流体の流れ	粘性、円管内の流れ、レイノルズ数	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第17回目	管路内の流れ（１）	管摩擦係数	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第18回目	管路内の流れ（２）	管内速度分布、非円形断面	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第19回目	管路内の流れ（３）	拡がり管，縮小管，管路要素	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第20回目	境界層	平板の摩擦抵抗	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第21回目	物体に働く流体力（１）	物体の抵抗、円柱の抗力	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第22回目	物体に働く流体力（２）	翼形と翼性能	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第23回目	第１６～２２回目のまとめと演習	円管内の流れ，レイノルズ数，管摩擦損失，管路要素の損失，平板の摩擦抵抗，物体の抗力，揚力の理解と習得の確認演習	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第24回目	第３回中間試験	円管内の流れ，レイノルズ数，管摩擦損失，管路要素の損失，平板の摩擦抵抗，物体の抗力，揚力の理解度と習得度の評価	円管内の流れ，レイノルズ数，管摩擦損失，管路要素の損失，平板の摩擦抵抗，物体の抗力，揚力について十分理解習得しておく．
第25回目	流体機械の種類と各特徴	ポンプ、水車、送風機、風車	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第26回目	ポンプ概説	遠心ポンプの揚水理論 全揚程と配管系水頭線図	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第27回目	ポンプの運転状態	配管系の抵抗曲線と運転点	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第28回目	相似則	相似則、比速度	指定する演習問題を解き、分からないところを明らかにしておく。内容に記した項目について教科書を読んで不明な点をメモしておく．
第29回目	キャビテーション	キャビテーション、NPSH	指定する演習問題を解き，分からないところを明らかにしておく．
第30回目	第２５～２９回目のまとめと演習	遠心ポンプの揚水理論，全揚程と配管系水頭線図，配管系の抵抗曲線と運転点，比速度，キャビテーションに関する理解度と習得度の確認	遠心ポンプの揚水理論，全揚程と配管系水頭線図，配管系の抵抗曲線と運転点，比速度，キャビテーションに関して十分理解し，習得しておく．

教科書	八田他著，水力学と流体機械，日新出版
参考文献	必要に応じて紹介する．
成績評価方法	期末試験を試験期間に実施する．中間および期末試験にて８０％，途中の課題提出評価２０％ 計１００点満点 第１回中間試験、第２回中間試験、第３回中間試験、期末試験の評価割合は １：２：３：４とします。
そのほか受講者への指示／メッセージ	十分な理解を基本とするように． 試験では，電卓，筆記用具以外の持ち込みを不可とします．