理工学部Faculty of Science and Engineering
MEC200XB（機械工学 / Mechanical engineering 200）流体力学ⅠFluid DynamicsⅠ
平野 利幸Toshiyuki HIRANO
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 | 2023 |
| 授業コードClass code | H5142 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 木4/Thu.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 小東館-E105 |
| 配当年次Grade | 2年 |
| 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 dynamics. Students will gain an understanding of the continuity equation of the law of conservation of mass and Bernoulli's theorem of the law of conservation of energy. Students will learn the basics of measuring flow velocity and flow rate based on the theorem. Students will also comprehend the theory of momentum and angular momentum, while learning the basic principles of fluid machinery that transfers energy to and from fluids. In addition, students will learn how to evaluate the internal flow loss in a pipe due to fluid friction caused by viscosity.
【Learning Objectives】
After completing this course, students should be able to:
- Learn the application of Bernoulli's theorem to flow measurement.
- Understand the momentum theorem and angular momentum theorem and apply them to fluid machinery.
- Understand the concepts of laminar and turbulent flows.
- Calculate friction loss in a pipe.
【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
本講義では、流体力学の基礎に関する重要な項目を扱う。質量保存則の連続の式およびエネルギー保存則のベルヌーイの定理について理解し、それを基にして流速と流量の測定方法の基礎を身につける。また、運動量の理論および角運動量の理論を理解し、流体との間でエネルギーの授受を行う流体機械の基本原理を習得する。さらに、粘性の影響により生じる流体摩擦に起因する管路内の内部流れの損失の評価方法について習得する。
到達目標Goal
1．ベルヌーイの定理の流量測定への応用を習得する。
2．運動量の定理および角運動量の定理を理解し、流体機械への応用を習得する。
3．層流と乱流の概念について理解する。
4．管路内の摩擦損失の計算方法を習得する。
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. ）
授業は対面で行います。各回の授業計画の変更については、学習支援システムでその都度提示します。
課題等の提出・フィードバックは学習支援システムを通じて行う予定です。
動水力学の基本となる粘性の無い理想流体の運動について、エネルギー、質量、運動量の保存則を中心に講義を行う。また、それらを応用した流速や流量の測定方法の原理および流体機械の作動原理について説明する。さらに、粘性に起因する流体摩擦による損失の評価方法についても講義を行う。
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]：オイラーの運動方程式とベルヌーイの定理
非粘性流体の運動とエネルギー保存則について
第2回[対面/face to face]：動圧とピトー管
ベルヌーイの定理を応用した流速測定の原理について
第3回[対面/face to face]：ベンチュリ管、オリフィス、ノズル
ベルヌーイの定理を応用した流量測定の原理について
第4回[対面/face to face]：演習 第4章演習問題と解説
教科書第4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]：運動量の定理
流体の運動量の変化と流体が受ける外力の関係について
第6回[対面/face to face]：運動量の定理の応用
運動量の定理の流体機械への適用例について
第7回[対面/face to face]：角運動量の定理
流体の角運動量の変化と流体が受けるトルクの関係について
第8回[対面/face to face]：角運動量の定理の流体機械への応用
角運動量の定理の回転系のの流体機械への適用例について
第9回[対面/face to face]：演習 第5章演習問題と解説
教科書第5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10回[対面/face to face]：円管内の摩擦損失(層流)
円管内の層流の摩擦損失を評価する関係式の理論的誘導について
第11回[対面/face to face]：円管内の摩擦損失(乱流)
円管内の乱流の摩擦損失を評価する方法について
第12回[対面/face to face]：演習 第6章演習問題と解説
教科書第6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13回[対面/face to face]：管路系の損失
管路、ベンド、エルボ、弁などを組み合わせた管路系における各部の損失評価方法について
第14回[対面/face to face]：演習 第7章演習問題と解説
教科書第7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】各授業テーマの予習・復習および課題レポートの作成
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4章から第7章
参考書References
宮田昌彦編著「よくわかる水力学」、オーム社、
日本機械学会編「流体力学」、丸善
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：本科目において設定した達成目標の60％以上を達成している学生を合格とする。
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。
その他の重要事項Others
ポイントとなる事項については演習問題の資料を配布します。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。1年次秋学期科目の「流れの力学」を履修しておくこと。