科目名

 流体力学

JABEE科目

科目CODE

088

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

流体力学の支配方程式であるナビエ･ストークス方程式から出発して、歴史をさかのぼり、オイラーの方程式、ベルヌーイの方程式を学び、また各時代の科学者の発言の検証、さらにニュートン力学の確立過程をまとめる。さらに流体力学における計算機の役割についても理解する


C　本校の教育目標及び「環境・生産システム工学」教育プログラムによる学習・教育目標との対応

本校の教育目標

教育プログラム科目区分

学習・教育目標との対応（JABEE基準: ｃ,ｄ）

３

基礎工学科目

力学系

A-2

（40％）

Ｄ-1

（30％）

Ｄ-2

（30％）




D　学習上の留意点

４年生の流体工学で学習した流れの知識を流体力学の歴史を通して学び、現在の到達度を確認する姿勢、また流れの支配方程式とベルヌーイの式の関係を整理する姿勢が重要である。　


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：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

4

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

4

基礎方程式の簡略化と厳密解ができる。

(4)境界層方程式

3

ナビエ・ストークス方程式から境界層方程式を導くことができる。

（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

4

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。

(2)離散化法

2

離散化の意味と計算機の役割を説明できる。

A-2

D-1

D-2

(3)差分法

8

微係数の差分化ができる。

（前期期末試験）

◆自学自習

15

日常の授業のノート整理、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となる。


G　関連科目　流体工学、数値解析、弾性力学、伝熱工学


旭川高専2008