理工学部Faculty of Science and Engineering
MEC100XB（機械工学 / Mechanical engineering 100）流れの力学Introduction to hydrodynamics
辻田 星歩Tsujita HOSHIO
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H5030 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 水4/Wed.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
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Outline (in English)
【Course outline】
This course provides important topics concerning fundamentals of fluid mechanics. The topics covered in this course are divided into three parts, characteristics of fluids such as viscosity and compressibility which strongly influence motions of fluids, fundamentals of fluid statics including concept of pressure, pressure variation in static fluid and buoyancy, and fundamentals of fluid dynamics. In the third part, students will work to formulate mass conservation (Continuity equation) and momentum conservation (Euler’s equation of motion) which is the application of Newton’s second low to moving fluids without viscosity, and the well-known Bernoulli equation which explains energy conservation.
【Learning Objectives】
By the end of the course, students should be able to do the followings:
- To understand viscosity and compressibility of fluids, and to be able to explain the difference between flows in which these properties can be ignored and in which they cannot.
- To understand the relationship between the pressure acting on a stationary fluid and the force acting on the surface due to the pressure.
- To understand the continuity equation, Euler's equation of motion, and Bernoulli's theorem, which are the basis of fluid motion, and to be able to solve engineering problems by applying them.
【Learning activities outside of classroom】
Before/after each class meeting, students will be expected to spend 4 hours to understand the course content.
【Grading Criteria /Policy】
Students who achieve a total of 60% or more will pass the course.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
流体の運動に影響を与える物性である圧縮性や粘性、圧力や浮力などの静水力学の基礎、および連続の式、非粘性流体の運動方程式、エネルギー保存の式（ベルヌーイの定理）などの動水力学の基礎について学ぶ．また、ベルヌーイの定理を応用したトリチェリの定理、および流体機械を含む管路系におけるエネルギー保存について学ぶ．
到達目標Goal
1.流体の粘性、圧縮性について理解し、それらの物性が無視できる流れと、無視できない流れの違いを説明できる。
2.静止流体に作用する圧力と、それによる面に作用する力の関係について理解する。
3.流体運動の基礎となる連続の式、オイラーの運動方程式およびベルヌーイの定理を理解し、さらにそれらを応用した工学的問題を解くことができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
対面形式での開講予定です。演習問題を解くことにより授業内容の理解度を確認しながら進めていきます。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[対面/face to face]：序論
この授業で学ぶ範囲（引き続き開講される流体力学関係の授業内容との関連）、進め方、評価、流体分野の最新の話題の紹介
第2回[対面/face to face]：流体の物性Ⅰ
・単位の話
・密度と比重、圧縮性、粘性
第3回[対面/face to face]：流体の物性Ⅱ
飽和蒸気圧、表面張力
第4回[対面/face to face]：演習 第1章演習問題と解説
教科書第１章の演習問題の中から選択した問題を演習として取り上げる．
第5回[対面/face to face]：圧力とその測定
圧力の定義、圧力と力、圧力の測定方法について学ぶ．
第6回[対面/face to face]：重力場の圧力と面に対する作用
重力場における水や空気の圧力と面に作用する力、それによるモーメントについて学ぶ．
第7回[対面/face to face]：浮揚体、相対的静止
浮揚体に作用する力とそれによるモーメント、及び安定性について学ぶ．
第8回[対面/face to face]：演習 第2章演習問題と解説
教科書第２章の演習問題の中から選択した問題を演習として取り上げる．
第9回[対面/face to face]：流体運動の表し方
定常・非定常の流れの区別、流線・流跡線・流脈の違い、流管の概念、流れを記述する方法について理解する．
第10回[対面/face to face]：連続の式、Eulerの運動方程式
流体運動に対する質量保存則と運動量保存側を理解する．
第11回[対面/face to face]：ベルヌーイの定理
非粘性定常流れに対するエネルギー保存則であるベルヌーイの定理を理解する．
第12回[対面/face to face]：ベルヌーイの定理の応用1
トリチェリの定理について理解する．
第13回[対面/face to face]：ベルヌーイの定理の応用２
流体機械を含む管路系におけるエネルギー保存の考え方について理解する。
第14回[対面/face to face]：演習 第3章演習問題と解説
教科書第３章の演習問題の中から選択した問題を演習として取り上げる
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】・ポイントとなる事項については演習問題のプリントを配布する。問題の解け具合により理解度を把握し、必要に応じて積極的に質問すること。授業前に教科書に目を通し、授業後は講義ノートの内容の確認などの予習復習は最低限行うこと。
・章末の演習問題については、授業の進捗に合わせて復習の際に解いておくことが望ましい．
テキスト（教科書）Textbooks
笠原英司編著「現代水力学」、オーム社
主に第1章から第3章
高学年配当の関連科目の授業でもテキストとして使用する。
参考書References
「流体力学」 専門基礎ライブラリー、金原黎 編、実教出版：わかりやすく書かれている。 演習書としても薦める。
「流体力学序説」内田茂男 著（森北出版）：流体力学の基礎法則等を覚えるのではなく、理解できるように記述されているレベルが高く、内容の範囲も広い教科書．自主的に学ぼうという学生や、考える力をつけたい学生に薦める.
成績評価の方法と基準Grading criteria
評価方法： 期末試験（80％）およびレポート（20％）の結果による。
評価基準： 合計で60％以上を達成した者を合格とする
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
演習問題を解く時間を増やす。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
特になし。
その他の重要事項Others
[重要]本科目は選択科目であるが、高学年配当の関連必修科目の基礎であるので、特別な事情がない限り履修すること．
・理解度を確認しながら授業を進めるので、部分的にはシラバスに記載の進度と乖離する場合がある。