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授業科目名
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担当教員
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流体工学I
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角田 博之
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 261041 | 2 | D | 2 | 後期 | 金 | IV |
| ［概要］ | ||||||
| 空気や水などの流体に関連する諸現象と流体運動を支配する基本原理との因果関係を明確にするための考え方を学び，流れに関する基本法則や定理を確実に使いこなすことを目指して，以下の基本項目に関して講義する． １）物理量に対する次元と単位 ２）流体の性質と物性 ３）静止した流体に対する力学（静水力学） ４）流体の質量保存とエネルギー保存 |
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| ［具体的な達成目標］ | ||||||
| 本講義では，『機械工学の基礎』の一つとして「流体工学」について学ぶ．特に，流体静力学ならびに動力学に関して以下の４つの基本的問題を解決する能力を身に付けることを達成目標とする． １）流体がもつ粘性の意味を理解し，流れに伴うせん断応力の大きさを求められること． ２）圧力について理解し，静止した流体に働く圧力（静水圧）の大きさを求められること． ３）静止流体中の平板に作用する圧力による力（全圧力）ならびにその作用点（圧力中心）を求められること． ４）連続の式ならびにベルヌーイの定理の物理的意味を理解し，簡単な流れに適用できること． |
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| ［必要知識・準備］ | ||||||
| 『基礎教育』部門に相当する科目の中で特に「数学（微積分学）」と「物理（力学）」に関しての基礎知識を修得しておくこと．また，『基礎工学』部門の中で「材料力学」と「熱力学」に関して本講義と関係する内容を修得していることが望ましい．具体的な科目名と必要知識を以下に列挙する． １）微分積分学及び演習（特に，微分・積分の定義と工学的意味） ２）基礎物理学I（特に，ベクトルの意味と内積ならびに力学初歩） ３）材料力学I（特に，応力とひずみの関係） ４）熱力学及び演習（特に，熱力学第１法則） 本科目に続き「流体工学IIおよび演習」,「数値流体力学」が開講されている．これらの科目を履修する前提として，本科目の単位を取得することが望ましい． |
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| ［評価方法・評価基準］ | ||||||
| 各講義項目毎に，重要事項の理解度を確認するための小テストあるいはレポートを課す．また，試験は，中間試験と期末試験の２度行う． 最終評価は，中間試験と期末試験の成績を80%程度，レポートの成績および講義態度を20％程度の割合とする． |
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| ［教科書］ | ||||||
| ［参考書］ | ||||||
| ［講義項目］ | ||||||
| １．「講義の概要と目標，次元と単位」 ☆流れの不思議さと多様性，SI単位系と工学単位系，物理量の次元，次元の同次性 ２．「流体の性質と物性（その１）」 ☆流体の特徴，密度と比重，圧縮性 ３．「流体の性質と物性（その２）」 ☆粘性と粘性係数，ニュートン流体 ４．「静止した流体の力学（その１）」 ☆流体に作用する力（面積力と体積力），圧力の定義と等方性 ５．「静止した流体の力学（その２）」 ☆流体静止条件，液柱と圧力ヘッド ６．「静止した流体の力学（その３）」 ☆等圧面と液面形状，全圧力と圧力中心 ７．「静止した流体の力学（その４）」 ☆全圧力と圧力中心（つづき），浮力とアルキメデスの原理 ８．「中間試験」 ９．「流れの基礎理論（その１）」 ☆流れと座標系，流れを表す線（流線と流管） １０．「流れの基礎理論（その２）」 ☆流跡線と流脈線，検査体積とフラックス １１．「流れの基礎理論（その３）」 ☆体積流量と質量流量，質量保存則と連続の条件 １２．「流れの基礎理論（その４）」 ☆エネルギ保存則とベルヌ-イの定理 １３．「流れの基礎理論（その５）」 ☆エネルギ保存則とベルヌ-イの定理（つづき） １４．「流れの基礎理論（その６）」 ☆ベルヌーイの定理の応用（流量・流速計測） １５．「期末試験」 |
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| ［教育方法］ | ||||||
| １）各週の講義内容を要約した資料を開講前にYINS-CISで配布し，それに沿って講義を行う． ２）計算結果などをプロジェクタあるいは配付資料を利用して例示する． ３）講義項目毎にレポートを課すことにより，具体的演習課題にふれ，理解を助ける． ４）計算機実習を行い，実際の数値計算を体験することで理解をより深めるようにする． |
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| ［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］ | ||||||
| ☆JABEE学習・教育目標： ・基準1-(1)-(d)「該当する分野の専門技術に関する知識とそれらを問題解決に応用できる能力」->主体的に対応（◎） ・基準1-(1)-(c)「数学，自然科学及び情報技術に関する知識とそれらを問題解決に応用できる能力」->付随的に対応（○） ☆MDコース学習・教育目標： ・基準(C)「機械工学の基礎」->主体的に対応（◎） ☆関係するJABEE分野別要件キーワードとその学習時間 ・要件1-(2)「運動と振動」基本キーワード(A)「静力学」に関する学習時間：6時間 ・要件1-(2)「エネルギと流れ」基本キーワード(A)「状態量と状態変化」に関する学習時間：1.5時間 ・要件1-(2)「エネルギと流れ」基本キーワード(B)「質量と運動量の保存」に関する学習時間：3時間 ・要件1-(2)「エネルギと流れ」基本キーワード(C)「エネルギー保存則」に関する学習時間：6時間 |
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| ［その他］ | ||||||
| オフィスアワー： 講義終了後または金曜日第V限 | ||||||