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授業科目名
担当教員
流体力学
加藤 初弘
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TAM314 2 (未登録) 3 後期 IV
[概要]
 空気のように流れる物質を総称して流体と呼ぶ.流体の運動の表現は,運動量やエネルギーなどを空間に分布させるいわゆる場を用いて数学的に表現する.現象を数学的に表現する手法を中心に,物質科学の基礎としての流れの現象を理解する.
[具体的な達成目標]
1) ベルヌーイの定理を導出し,これを用いてオリフスなどを解析する.
2) オイラーの方程式からベルヌーイの定理を導出.
3) 一様な管の流速を層流と乱流の場合で導出.
4) 物質科学における流れ現象の基礎.
[必要知識・準備]
1)ュートンの運動方程式
2)エネルギー保存則
3)熱力学(Gibbs-Duhem の式,Clausius-Clapeyronの式)
4)偏微分の解法
5)ベクトル解析とガウスの法則
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 66  %授業目標の各項目. 
2小テスト/レポート 34  %提出期限の厳守が前提.各課題への回答とともに全体の論理構成も重視. 
[教科書]
  1. 刑部 真弘, エンジニアのための流体力学, 朝倉書店, ISBN:978-4-254-20145-1
[参考書]
  1. ,西川・大林・若谷, 連続流体物理学, 」朝倉書店
  2. 黒田・吉川, ケミカルエンジニアの流れ学, 培風館, ISBN:4-563-04286-2
[講義項目]
A.流体の特性
 第1回.ガイダンス.密度 表面張力 粘性 状態方程式
 第2回.パスカルの原理と静水圧
 第3回.流線と流管;流れにそった運動量の時間変化
 第4回.ベルヌーイの定理 オリフィス,ピトー管

B.さまざまな流れ
 第5回.π定理,層流と乱流,ポアズイユ流れ
 第6回.乱流の基礎:混合長,対数則,マイクロスケール
 第7回.開水路の流れ: フルード数,跳水と段波
 第8回.圧縮性流体:ベルヌーイの定理,音波
 第9回.マッハ数,ノズル

C.流体の運動方程式
 第8回.ダランベール微分とオイラーの運動方程式
 第9回.質量保存と運動量輸送
 第10回. 渦の運動

D. 物質科学と流体力学
 第11回. ボーズ凝縮と超流動
 第12回. 2流体モデル: 第1および第2音波
 第13回. 秩序パラメータ
 第14回. 素励起と流れの安定性
 第15回.超電導, 統括・評価
[教育方法]
事前に配布するレポート課題とともに講義を組み立てる.流体力学の体系をこれらの課題への回答をもとに各自が組み立てレポートにまとめて提出する.
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
(未登録)