流体力学BⅡ - 海洋システム工学科

授業科目名
科目英文名
単位数
必修，選択
学年
学期
担当者
概要(カリキュ
ラムの中の位
置づけ)
流体力学BⅡ
Fluid Mechanics BⅡ
2
必修
1
前期
馬場信弘
流体力学は水や空気などの液体や気体の運動を調べるための流れの科学であり，流動する海洋を対象とする海洋システム工学の最も重要な基礎科目
の一つである．広い応用分野をもつ流体力学の入門講義の後半であり，身のまわりで起こっている流れから地球規模の流れまで，多様な流体の現象に
興味を持つことが重要である．そのため簡単な実験を通して流れの科学を体験的に学習することから始め，流体力学の基礎を理解し，海洋システム工
学に応用する能力を身につけることを目標とする．
教育内容・方法
1.
2.
3.
4.
5.
授業計画
授業計画に掲げたテーマについて，テキストを用いて講義を行う．
各回，予習，復習のための演習問題を与え，レポートを課す．レポートは採点して返却し，必要なら修正して再提出させる．
前半と後半の2回，各自，自宅で行える簡単な実験に関する課題を与え，レポートを課す．
最終回に，講義の内容を理解していることを確認するための筆記試験を行う．
海洋システム工学基礎演習Ⅴにおいて，講義を理解するために必要な数学について演習を行う．
テーマ
1 さまざまな流体現象
各回の授業内容，キーワード
完全流体と粘性流体
分野別要件機械キーワード
個別理想流体の力学
2
流体実験法
個別相似則
3
次元解析，相似則
個別相似則
4
境界層，剥離と渦
個別粘性流体の力学，渦
5
流れの安定性，層流と乱流
6
流れの記述，ベクトル解析
個別流れの安定性，層流と乱
流
数学微積分学
7 保存則
質量の保存則
基本質量と運動量の保存則
8
運動量の保存則
基本質量と運動量の保存則
9
テキスト
参考書
関連科目
達成目標
エネルギーの保存則
基本質量と運動量の保存則
10
保存則の応用
基本質量と運動量の保存則
11 粘性流の基礎
応力と流体変形
個別粘性流体の力学
12
ナビエ・ストークス方程式
個別粘性流体の力学
13
粘性流体の基礎方程式
個別粘性流体の力学
14
粘性流の厳密解
個別粘性流体の力学
15
試験
配布
トリトン流体力学（上）（下）河村哲也訳（インデッ
応力
クス出版）
1 流体力学BⅠ
2 海洋システム工学基礎演習Ⅴ
流体変形
達成目標
評価方法と基準，成績に対する評価の重み
1 流体力学に必要なベクトル解析を習得し，流体力ベクトルの微分演算および積分定理に関する基本的な問題
学の基礎理論を理解するために応用できる．
について，レポートと期末試験の採点結果をそれぞれ60%，
40%の割合で評価する．
対応する学習・教育目標
10% D(1) 数学
2 流体運動を記述すための数学的手法を習得し，流れの状態を記述する基本的な問題について，レポートと
基本的な問題に応用することができる．
期末試験の採点結果をそれぞれ60%，40%の割合で評価す
る．
3 応力と流体変形の関係について理解する．
応力，流体変形，構成方程式に関するレポートの採点結果
で評価する．
10% D(4)
工学の基礎
10% D(4)
工学の基礎
4 質量と運動量の保存則について理解し，これを
応用する基本的な問題を解くことができる．
20% D(4)
工学の基礎
20% D(4)
工学の基礎
境界層，剥離，渦，乱流，不安定性などの流体現象に関す
るレポートの採点結果で評価する．
20% D(4)
工学の基礎
2回与えられる実験の課題についてのレポートの採点結果
で評価する．
10% D(9)
実験遂行能力
保存則から基礎方程式を組み立て，簡単な境界条件の下で
速度分布などの解を求める基本的な問題について，レポー
トと期末試験の採点結果をそれぞれ60%，40%の割合で評価
する．
5 保存則から粘性流体の基礎方程式を導出し，物非圧縮性粘性流体について，運動量の保存則と構成方程
理的な意味を説明できる．
式から，ナビエ・ストークス方程式を導出する基本的な問題
について，レポートと期末試験の採点結果をそれぞれ60%，
40%の割合で評価する．
6 海洋における大規模な流動から身の回りの小規
模な流れまで，多様な流体現象に興味を持ち，
粘性流体の基本的な現象について説明すること
ができる．
7 簡単な実験を計画し，実験装置を設計，製作し，
実験条件を設定し，実行して，実験結果をまと
め，これを考察して，レポートにまとめることがで
きる．
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