授業科目

流体力学
Fluid Mechanics 

担当者

教授   中西 裕二
前 月2

単位

2

到達目標

 本講義の到達目標は、受講生が、運動量の法則、実在流体の流れやエネルギー損失、粘性流体に対するベルヌーイの式の拡張、物体まわりの流れと流体力について理解すると共に、それらを実際的な問題に応用できる力を身に付けることである。機械工学科のカリキュラムポリシーに従い、機械工学の根幹をなす専攻科目の一つとして開講するものである。流体力学Ⅰに続き、機械やシステムを解析し設計・製作する実践的能力を身につけるために必要な科目である。

授業内容

 流体力学は、水や空気に代表される流体の流れや運動に伴う諸現象、流体の輸送に要するエネルギー、流体中を運動する物体に働く流体力等を調べるのに必要な力学的基礎を学ぶ学問である。流体が関係する現象や技術は機械工学のみならず、様々な分野に及んでいる。「流体力学I」では完全流体の流れの諸定理とその応用法を学んだ。「流体力学Ⅱ」では粘性を有する実在流体の流れやエネルギー損失を中心に講義を行う。

授業計画

 各回の講義内容は以下のように予定している。小テストを行った際にはその解説や質疑応答の時間を設ける。演習や小テストに対する解説等で講義予定が若干前後する場合もある。予習として各回の該当頁を予め読んでくること。復習として教科書や参考書にある例題や演習問題を解いてくること。予習・復習合わせて各回あたり約4時間の自己学習をすること。
1.シラバスの記載事項についての確認/運動量の法則の流体への適用(pp.84-88)
2.運動量の法則の応用(pp.88-96)
3.運動量の法則に関する演習
4.粘性流体の流れ、層流と乱流(pp.98-103)
5.管摩擦と圧力損失、円管内の層流(pp.118-124)
6.乱流におけるせん断応力の発生メカニズム(pp.104-110)
7.円管内の乱流(pp.124-128)
8.管摩擦係数の実用公式と粗さの影響(pp.124-128)
9.管摩擦損失に関する演習
10.粘性流体に対するベルヌーイの式の拡張
11.管路系における種々の損失(pp.129-140)
12.管路内の損失と流量との関係(pp.129-140)
13.物体の抗力と揚力(pp.142-146)
14.流れの剥離(pp.158-162)

授業運営

 流体力学は現代においても機械工学の基礎となる4力学の一つとして重要な科目である。我々は常に水や空気といった流体に関わりながら生活している。また、流体力学に関連する技術・機械の恩恵を受けている。それらとの関連を考えながら受講することが授業を理解する上で大切である。授業は使用書に沿って講義形式で行い、基本的な内容に関しては演習を交えながら説明する。講義に関係することをWebSt@tionのお知らせに配信することがあるので必ず確認すること。

評価方法

期末試験80%、小テスト20%として評価する。

オフィスアワー

水曜日以外の5限
5号館5‐225室
e-mail: nakanishi@kanagawa-u.ac.jp

使用書

松村・河合・風間『明解入門 流体力学』[森北出版]2012

参考書

西海孝夫『図解はじめて学ぶ流体の力学』[日刊工業出版社]2010年
日野幹雄『流体力学』[朝倉書店]1992年
築地ほか『流体力学 シンプルにすれば「流れ」がわかる』[実教出版]2009年

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