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年度 2017年度 開講部局 工学部
講義コード K8174040 科目区分 専門教育科目
授業科目名 流体力学
授業科目名
(フリガナ)
リュウタイリキガク
英文授業科目名 Fluid Mechanics
担当教員名 内田 龍彦
担当教員名
(フリガナ)
ウチダ タツヒコ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   前期   セメスター(前期)
曜日・時限・講義室 (前) 金3-4:工220
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義形式で行う.理解度を増すために演習を行う. 
単位 2 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 2 : 初級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 25 : 土木工学
対象学生 社会基盤環境工学プログラムの2年生及び過年度生
授業のキーワード 流体の物性,流速,圧力,質量の保存則,運動量保存則,ベルヌーイの定理,渦度 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
1.身近にある水や空気に関わる様々な現象を、流体の基本運動(流れ,波,渦運動等)や性質(密度,粘性,圧縮性等)と関連づけ、流体力の問題として認識できる。[B:問題発見力]
2.運動量輸送、圧力、応力などの連続体的取扱いを理解し、流体運動に関わる諸問題を図化や力学方程式で表現することができる。 [C:問題構成力]。
3.流体の運動を記述する流れの連続式、運動量の法則、ベルヌーイの定理について理解し、流体の諸問題に対して適切に適用し、流速(流量)、圧力、流体力などを解析することが出来る。 [D:問題解析力]。
4.適用した流体方程式に含まれる仮定を踏まえたうえで、得られた解析結果について、妥当性と適用範囲を評価、考察できる。[E:評価力]。 
到達度評価
の評価項目
社会基盤環境工学プログラム
(能力・技能)
・問題構成力
(総合的な力)
・課題発見力 
授業の目標・概要等    水や空気などの運動を理解するための流体的なものの捉え方やその力学的、数学的表現方法を学び、具体の問題に対して流れや流体が物体に与える力の解析手法を学ぶ。 
授業計画 第1回 数学の基礎と流体の性質:偏微分,連続体,流体,密度,圧縮性,粘性
第2回 静水力学(1):力,応力,圧力,静水圧,マノメータ
第3回 静水力学(2) :平面に作用する全水圧
第4回 静水力学(3) :曲面に作用する全水圧,アルキメデスの原理
第5回 流れの表現(1):流速,加速度,流量,流線,流管,オイラーの方法,ラグランジュの方法,実質微分
第6回 流れの表現(2):流れの変形,渦度,渦なし,ポテンシャル流れ
第7回 中間試験(1)
第8回 非粘性流体の基礎方程式(1):1方向流れに対する連続の式,オイラーの運動量の式
第9回 非粘性流体の基礎方程式(2):ベルヌーイの定理とその応用
第10回 非粘性流体の基礎方程式(3):ベルヌーイの定理の応用
第11回 中間試験(2)
第12回 物体に作用する流体力(1):運動量の法則
第13回 物体に作用する流体力(2):運動量の法則の応用(1)
第14回 物体に作用する流体力(3):運動量の法則の応用(2)
第15回 粘性流体の流れ:ダランベールの背理,粘性,粘着条件,ナビエ-ストークス方程式

レポート(ほぼ毎回),中間試験(2回),期末試験を行う.

概念や公式を記憶するのでなく,意味を理解して使いこなせるように心がける. 
教科書・参考書等 教科書:明解水理学,日野幹雄,丸善株式会社
その他に必要な教材は授業時にプリントとして配布する. 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,講義メモを配布する.板書して説明する. 
予習・復習への
アドバイス
第1回 流体の物性値の特徴を理解すること.
第2回 力と応力の相違,密度が変化する場合の静水圧を求めることができるようにすること.
第3回 演習問題を解き,平板に作用する全水圧とその作用点を求める方法を理解すること.
第4回 演習問題を解き,曲面に作用する全水圧とその作用点を求める方法を理解すること.
第5回 流線の概念と流線の求め方を理解する.また,実質微分と質点の力学における時間微分との関係を理解すること.
第6回 流速分布から渦無し/渦ありを判定できるようにすること.
第7回 中間試験の内容を復習すること.
第8回 連続の式とオイラーの方程式を導出できるようにすること.
第9回 ベルヌーイの定理が適用できるか否かを確認して問題を解くことができること.
第10回 ベルヌーイの定理の適用結果の意味を説明できるようにすること.
第11回 中間試験の内容を復習する.
第12回 運動量の法則とニュートンの運動の法則との関係を説明できるようにすること.
第13回 演習問題を解き,運動量の法則の有用性を理解すること.
第14回 演習問題を解き,運動量の法則の適用方法を確認すること.
第15回 完全流体と実在流体の違い,粘性の重要性を理解すること. 
履修上の注意
受講条件等
この科目の基礎となる科目:応用数学I,応用数学II,数学演習
この科目が役立つ科目:水理学,水理学演習,環境水理学,河川工学,海岸工学,気象学,海洋大気圏環境学
 
成績評価の基準等 「評価項目」の4項目の到達度はレポート,中間試験,期末試験により評価する.評価点の配分は次の通りとし,成績は総合評価とする。レポート(20点),中間試験(40点),期末試験(40点).なお,他人のレポートと酷似するものや提出期限を守らないレポートは評価しない. 
メッセージ 基礎的な概念は,記憶するのではなく,理解して使うことが重要である.大学レベルの数学を頻繁に使うので慣れることが必要である.また,流体力学に慣れるために多くの演習問題を解くことを課す. 
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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