Fluid Mechanics I ｜ Syllabus data

開講年度

2025Year

開講学期

Second Semester

科目名

Fluid Mechanics I

授業種別

Lecture

科目名（英語）

Fluid Mechanics I

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1800063 Fluid Mechanics I

担当教員

SATO Makoto

単位数

2.0Credits

曜日時限

Wed.3Period

キャンパス

Hachioji Campus

教室

1N-401講義室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 20 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 80 ％
3 汎用的問題解決力の修得 0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

流体をつかった工学的技術の理解に役立つ基礎的知識を習得する．高校までに習った質点系の力学と流体力学の違いを理解し，流体特有の性質・現象をしっかりと把握する．具体的には，圧力差によって生じる静水中での力，流速の計算，流れの中に置かれた物体に作用する力を計算できるようになること．

受講にあたっての前提条件

物理学（特に力学分野）を履修しているもしくは履修中であること．
基本的な数学（特に微積分の分野）を理解していること．

授業の方法とねらい

航空機や自動車といった輸送機器，風車やタービンといった流体機器，さらには気象やスポーツなどなど，「流体」が関係する事象は多岐に渡る．

本授業では，流体の基本的な性質や現象の物理的理解を，工学的な応用事例を踏まえながら学んでいく．特に，高校物理で学習した「質点系の力学」と「流体力学(連続体の力学)」を比較し，違いを明確にしながら授業を進める．
　
本授業を通して，流体力学における圧力の意味，運動方程式，そして各種保存則を学ぶことで，様々な機械工学の根幹となる流体力学に関する基礎的知識を習得する．

＃授業は毎回対面形式で行う予定ですが，受講者数や社会状況によって授業のやり方を変更する可能性があります．

AL・ICT活用

Not used

第1回

授業形態

対面

事前学習

第1回目事前学習：教科書pp. 2〜pp. 10までを熟読してくる．

1時間

授業内容

[ガイダンス]　過去から現在までの流体に関わる工学的応用事例を紹介し，流体力学を学ぶ意義を考える．

事後学習・事前学習

第1回目事後学習：配布した資料の復習．
第2回目事前学習：前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

[数学的準備]　本授業を進める上で必要となる基本的な数学知識について復習する．

事後学習・事前学習

第2回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第3回目事前学習：教科書pp. 12〜pp. 20までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

[流体の性質]　流体特有の性質を理解することで，流体力学と高校までに学んだ力学との違いを明確化する．

事後学習・事前学習

第3回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第4回目事前学習：教科書pp. 12〜pp. 20までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

[流れの可視化と現象理解]　目には見えない流れの可視化事例を通して，流れの記述方法について学ぶ．

事後学習・事前学習

第4回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第5回目事前学習：教科書pp. 72〜pp. 85までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

[流れの質量保存則]　流れにおける質量保存則の意味を理解し，連続の式の導出と適用方法について学ぶ．

事後学習・事前学習

第5回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第6回目事前学習：教科書pp. 86〜pp. 94までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

[流れの運動方程式]　流れに対する運動方程式を，質点系の力学における運動方程式と比較しながら学ぶ．

事後学習・事前学習

第6回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第7回目事前学習：教科書pp. 95〜pp. 103までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

[流れのエネルギー保存則(ベルヌーイの定理)]　流れにおけるエネルギー保存則の意味を理解し，ベルヌーイの定理の導出と適用方法について学ぶ．

事後学習・事前学習

第7回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第8回目事前学習：第1回〜第7回までの配布資料，演習問題の復習．

1.5時間

第8回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

第1回〜第7回授業の復習と確認．

事後学習・事前学習

第8回目事後学習：オンデマンド教材の復習．
第9回目事前学習：教科書pp. 104〜pp. 110までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

[ベルヌーイの定理の工学的応用]　ベルヌーイの定理を利用した種々の流速計測方法や，その他工学的応用事例について学ぶ．

事後学習・事前学習

第9回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第10回目事前学習：教科書pp. 111〜pp. 113までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

[流れの運動量保存則]　流れの運動量保存則の意味を理解し，運動量の式の導出と適用方法について学ぶ．

事後学習・事前学習

第10回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第11回目事前学習：教科書pp. 114〜pp. 117までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

[流れの中の物体に働く力]　運動量の式を用いて物体に作用する流体力を計算する．

事後学習・事前学習

第11回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第12回目事前学習：教科書pp. 24〜pp. 41までを熟読してくる．

1.5時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

[静力学 1]　静力学について，特に圧力に注目しつつ学ぶ．

事後学習・事前学習

第12回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第13回目事前学習：教科書pp. 42〜pp. 69までを熟読してくる．前回の授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

[静力学 2]　静水中の物体にかかる力について学ぶ．

事後学習・事前学習

第13回目事後学習：配布した資料および演習問題の復習．
第14回目事前学習：前回までの授業で配った資料を熟読してくる．

1.5時間

第14回

授業形態

対面

授業内容

[ポテンシャル流れ]　流れ関数と速度ポテンシャルを用いた流れの記述方法を学び，翼周りの流れに関する基礎的知識を紹介する．

事後学習・事前学習

第14回目事後学習：配布した資料の復習．
第15回目事前学習：定期試験に向けた学習．

1.5時間

第15回

授業形態

対面

授業内容

定期試験

事後学習

定期試験の復習

1時間

成績評価の方法

各授業において内容理解の演習(試験形式)を行う．
成績評価は，演習点(40%)+定期試験(60%)として算出する．Grade D以上を単位取得の要件とする．
評価によってはレポートの提出や再試験を求める場合がある．

＃受講者数や社会状況によって定期試験のやり方を変更する可能性があります．

受講生へのフィードバック方法

毎回行う演習問題の解説と回答に対するコメント．

教科書

「基礎から学ぶ流体力学」，飯田明由・小川隆申・武井昌宏　著，オーム社
授業で配布するプリント．

参考書

「流体力学」，日野幹雄　著，朝倉書店
「流体力学　シンプルにすれば「流れがわかる」」，築地徹浩ら　著，実教出版
「JSMEテキストシリーズ　流体力学」，日本機械学会，丸善
「Fluid Mechanics」，Frank M. White 著，McGraw-Hill Education

オフィスアワー

授業後の教場．
新宿校舎の居室A1778(木曜日16:00-17:00)．
メールでの質問も受け付けます．

受講生へのメッセージ

人が歩くと，その背後には「カルマン渦」と呼ばれる渦が発生するように，人は流体と共に生きていると言っても過言ではありません．
本授業を通して，日常の様々な場所で出会う「流れ」を敏感に察知し，現象の流体力学的意味を理解できるような知識を習得していきましょう．

実務家担当科目

Not applicable

実務経験の内容

教職課程認定該当学科

Department of Mechanical Science and Engineering

その他の資格・認定プログラムとの関連