山口大学教務システム - 1062110170-流体工学I

開講年度	開講学部等
2025	工学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期	火3～4	講義	4.0
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1062110170	流体工学I[Fluids Engineering I]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
望月信介[MOCHIZUKI Shinsuke]					ー
担当教員[ローマ字表記]
望月信介　[MOCHIZUKI Shinsuke]
特定科目区分		対象学生	航空宇宙	対象年次	1～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

流体を取扱う分野のうちで、水の性質および運動を規定する法則を理解し、流体関連機器の設計に役立つ基本的計算手法を修得する。
さらに、機械関連機器の開発に役立つ流体の運動に関する力学的相似性を理解する。

授業の到達目標

流体の性質（密度、粘性）を学び、それが流れの力学を考える上で基礎となることを認識する。
静水力学において、静水圧力、浮力等の計算ができるようになること。
管路内流れについて、流れの状態の変化による力学的性質の差異とレイノルズ数の役割を知る。
連続の式とベルヌーイの定理を用い、速度、圧力およびポンプ・水車の動力が算出できるようになること。
運動量理論により、物体に作用する力が算出できるようになること。　

授業計画

【全体】

工業的応用に優れている水力学を学び、連続の式、ベルヌーイの定理、運動量理論、相似性を古典物理学に基づいて理解し、管路、ポンプ、タービンなどの流体関連機器設計のための基本を理解する。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	流体工学の概要および流体の性質	流れを取り扱う学問の紹介と水力学の位置づけを行い、力学の基本を復習した後に流体の物質としての密度を理解する。	教科書・その他の演習問題を解くこと　予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第2回

粘性および圧縮性

ニュートンの粘性法則と粘度および圧縮性について、流体の変形と外力について理解する。

教科書・その他の演習問題を解くこと　予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第3回

静水力学

圧力の特性をパスカルの定理に基づいて学び、静止流体中において働く静水圧を理解する。

教科書・その他の演習問題を解くこと　予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第4回

全圧力、圧力の中心、浮力

静止流体を入れた容器の壁に生じる全圧力と圧力の中心を学び、水門などの固体壁に働く力とモーメントを理解する。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第5回

連続の式、ベルヌーイの定理

質量保存側としての連続の式およびネルギー保存則としてベルヌーイの定理を理解する。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第6回

ベルヌーイの定理の応用（I）

摩擦や外部とエネルギー授受がない場合の例題に基づいてベルヌーイの定理の応用を学ぶ。

教科書・その他の演習問題を解くこと　予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第7回

ベルヌーイの定理の応用（II)

ポンプやタービンなどのエネルギーの授受がある例題に基づいてベルヌーイの定理の応用を学ぶ。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第8回

前半のまとめ

流体の物性、静水圧、全圧力、圧力の中心、浮力、連続の式、ベルヌーイの定理について理解度を確認する。

不正解であった問いについて、見直しを行い、後半の学習に活用する。　予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第9回

運動量理論とその応用

流体運動における力積の法則、すなわち運動量理論の理解し、例題に基づき理解する。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第10回

流れの状態とレイノルズ数

実在流体には粘性があり、エネルギー損失を生じること、流れの状態により層流と乱流とがあり、圧力損失の大きさに差異があること、レイノルズ数の意味を理解する。

教科書・その他の演習問題を解くこと　予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第11回

管摩擦損失

管内流れにおける圧力損失の意味、ダルシ―ワイスバッハの式に基づき圧力損失を見積もる方法を学ぶ。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第12回

非円形管の管摩擦損失および局所損失

水力直径を用いて非円形管における管摩擦損失の見積もりおよび曲がり、急拡大などの局所損失の種類と半経験式を学ぶ。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第13回

圧力損失を考慮した動力の見積もり

圧力損失を考慮したポンプの水動力およびタービンの出力の計算を理解する。

教科書・その他の演習問題を解くこと　予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第14回

相似則

幾何学的、運動学的、力学的相似則の理解を理解し、力学的相似性を保つための無次元パラメータの導出を学ぶ。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第15回

次元解析

次元解析の基本を理解し、模型実験などに必要な相似性議論のための無次元パラメータを導く。

教科書・その他の演習問題を解くこと予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第16回

期末試験

運動量理論、圧力損失の見積もり、相似性を中心に理解度を確認する。

試験の準備予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: 10%　B: 10%　C: 20%　D: --%

成績評価法

小テスト５％、課題１５％、中間および期末試験８０％

教科書にかかわる情報

教科書	書名	流体工学の基礎				ISBN	9784320081871
教科書	著者名	大坂英雄他	出版社	共立出版				出版年	2012

備考

参考書にかかわる情報

備考

メッセージ

内容は力学に基づいていますが、力学に不慣れな人であっても理解できる内容です。
毎週課される課題を解いていけば内容の理解ができ、単位を取得することができます。
技術士一次試験合格程度の学力が単位取得の最低ラインです。

キーワード

流体の密度と粘度、静水圧力、圧力の中心と全圧力、連続の式、ベルヌーイの定理、運動量理論、圧力損失、ポンプ動力、タービン出力

持続可能な開発目標（SDGs）

(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。

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