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授業科目名 流体工学I
時間割番号 TME215
担当教員名 角田 博之
開講学期・曜日・時限 後期・金・IV 単位数 2
<対象学生>
(未登録)
<授業の目的>
 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,以下の基本項目の理解を目的とします.
 1)物理量に対する次元と単位
 2)流体の性質と物性
 3)流れの表記と流体要素の変形
 4)静止流体の力学
 5)準1次元流れにおける質量保存とエネルギー保存
 6)運動量の法則
本講義を受講する上で,「数学(微積分学)」と「物理(力学)」に関しての基礎・応用知識,ならびに,「材料力学」と「熱力学」に関しての基礎知識を修得していることが望ましいです.また,本科目に続き「流体工学II」,「流体工学III」が開講されています.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です.
<本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー>(能力・資質)
工学部(~2023年度入学生)>機械工学科向け
記号コンピテンシー(能力・資質) 
ME-A専門機械技術者として社会の要求を満たすための問題を設定しそれらを自力で解決するとともに、持続して自己の能力の向上に努めることができる。
ME-B機械工学の知識・技術に加えて、機械工学に関する最先端の技術を修得し、多様化する社会の要請に応じて、それを利用・応用することができる。
<到達目標>  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
ME
1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.ME-A
2流れの表記法に基づいて加速度や流体要素の変形を数式で表せること.ME-A
3静止流体の力学を理解し,実際問題に応用できること.ME-A
4連続式及び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.ME-A
5上記1-4の目標で得た基礎知識を確実に使いこなし,機械工学の実際問題に適用できること.ME-B
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
110%小テストおよびレポートで評価
210%小テストおよびレポートで評価
310%小テストおよびレポートで評価
410%小テストおよびレポートで評価
560%中間試験と期末試験で評価
合計100% 
<授業の方法>
1) 各週の講義において,講義資料をMoodleで事前配布します.講義に先立ち,講義資料ならびに教科書の指定ページ(資料中に記載)を熟読しておいてください.
2) 講義資料では重要な誘導式や例題などの答えを隠しています.ランダムに学生を指名し,隠した部分の内容を尋ねます.質問回答の正解・不正解は評価点に加算されます.
3) 各週講義内容の理解度を確認するために,Moodleで小テストを実施します.講義日の23:59までの時間帯で小テストを受けて回答を送信してください.小テストの結果は評価対象となります.
4) 目標No.1~4に関してのレポート課題を課します.レポートへの回答状況は評価対象となります.期限までに提出されない場合の評価点はゼロになりますのでご注意ください.
<受講に際して・学生へのメッセージ>
1) 講義に関する各種情報の提供はCNSで行いますので,必ず,定期的に確認してください.CNSを確認していないことによる不利益は考慮しません.体調不良やネット不具合などの事情がある場合は申し出てください.
2) 講義資料や小テスト・レポートの公開はMoodleで行います.レポートはMoodleを利用して期限までに提出してください.
3) 月曜日第V限をオフィスアワーとしますが,質問などがある場合には,講義終了時を推奨します.
<テキスト>
  1. 日本機械学会著, 流体力学, 日本機械学会,丸善 (発売), ISBN:4888981191,
    (JSMEテキストシリーズ)
<参考書>
  1. 吉野章男 [ほか] 共著, 詳解流体工学演習, 共立出版, ISBN:4320080505,
    (1989年出版)

  2. 古屋善正, 村上光清, 山田豊著, 流体工学 改訂新版, 朝倉書店, ISBN:4254230346,
    (1982年出版)

  3. 中村育雄, 大坂英雄著, 機械流体工学 : 工学基礎, 共立出版, ISBN:432008022X,
    (1982年出版)

  4. 望月修著, 図解流体工学, 朝倉書店, ISBN:4254230982,
    (2002年出版)
<授業計画の概要>
1タイトル第2章 単位と次元
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容2.1 単位(SI単位と工学単位)
2.2 次元(物理法則と次元の同次性)
2タイトル第3章 流体の性質と物性#1
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容3.1 流体の特徴
3.2 流体の物性(密度と比重,圧縮性,粘性)
3タイトル第3章 流体の性質と物性#2,第4章 静止流体力学#1
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容3.2 流体の物性(粘性,ニュートン流体)
4.1 流体に作用する力
4.2 圧力
4タイトル第4章 静止流体力学#2
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容4.3 静水圧
4.4 液柱高さによる圧力表示
4.5 液柱圧力計
4.6 オイラーの平衡方程式
5タイトル第4章 静止流体力学#3
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容4.7 等圧面
4.8 浮力と浮揚体
4.9 全圧力と圧力中心
6タイトル第5章 流れの基礎理論#1
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容5.1 流れの表記法と分類
5.2 流れの加速度
7タイトル中間試験と中間評価
事前学習
事後学習
事前学習:第6回までの講義資料の復習と教科書・参考書の演習問題に取り組んで理解度を確認.
事後学習:中間試験で不正解であった問題の再確認.
授業内容中間試験を実施し,中間試験終了後に解答を解説.評価は採点終了後に行う.
8タイトル第5章 流れの基礎理論#2
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容5.3 流体要素の変形と回転
5.4 流れを表す線(流線・渦管・流跡線・流脈線)
9タイトル第5章 流れの基礎理論#3
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容5.5 連続の条件
5.6 ベルヌーイの定理とその応用(エネルギー保存則)
10タイトル第5章 流れの基礎理論#4
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容5.6 ベルヌーイの定理とその応用(いくつかの応用,粘性損失)
11タイトル第5章 流れの基礎理論#5
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容5.6 ベルヌーイの定理とその応用(外部仕事がある場合)
12タイトル第5章 流れの基礎理論#6
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容5.7 運動量の法則(基礎)
13タイトル第5章 流れの基礎理論#7
事前学習
事後学習
事前学習:配布資料と関係する教科書ページを熟読し,隠した部分の回答を考えること.
事後学習:Moodle小テストで理解度の確認を行うこと.
授業内容5.7 運動量の法則(応用)
14タイトル期末試験と解説
事前学習
事後学習
事前学習:第13回までの講義資料の復習と教科書・参考書の演習問題に取り組んで理解度を確認.
事後学習:期末試験で不正解であった問題の再確認.
授業内容期末試験を実施し,期末試験終了後に解答を解説.
15タイトル総括評価
事前学習
事後学習
事前学習:期末試験で不正解であった問題の再確認.
事後学習:半期の講義内容の総括.
授業内容講義全体の総括評価
<前年度授業に対する改善要望等への対応>
大部分がこのままで良いという回答でしたが,「講義資料の中で解答を隠している部分の内容を講義終了後に公開してほしい」という要望が複数ありました.資料の一部を隠しているのは講義への集中を促すためのものです.後日公開はこの考えに反するもので,『どうせ公開されるので真剣に講義に参加する必要は無い』という意識につながります.したがって,前年度と同様に講義を実施します.なお,欠席者が隠してある部分の内容を知る方法はいくらでもあります.
<備考>
(未登録)