2023年度/1AJA016001 (公大) / (府大)

【火1】流れ学 <前期>

「流れ学」は，航空機をはじめ，エンジンや圧縮機，タービンなど各種熱流体機械の原理や構造を理解するために必要な流体力学の入門となる科目である．流れ学では，流れの基本的な法則である各種保存則やベルヌイの方程式，運動量の法則などについて講義する．また，おもに非粘性流体を取り扱い，その性質についてポテンシャル流理論などを用いて講義する．

担当教員氏名

坂上 昇史

科目ナンバリング

AJAASE3C001-M1 (公大) / BMASE3912-J1 (府大)

授業管轄部署

工学部

授業形態

講義

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

2年 (公大) / 2年 (府大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (公大) / 2単位 (府大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

この講義は流体力学の入門科目であり，その目的は，流体の性質や流体運動の基本的な法則について理解し，流体現象について考察できるようになることである．具体的には，以下の項目を目標とする． １．流体運動の解析における基礎となる質量保存則・運動量保存則・エネルギー保存則を理解し説明できる． ２．保存則に基づいて，速度場や圧力場など，基本的な流れの問題が解ける． ３．ベルヌイの方程式，運動量の法則，ポテンシャル流などに関する知識を習得するともに，揚力や抗力など関連する流体現象を説明できる．

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	静止流体：流体の性質，圧力，状態量	微分・積分，線形代数など，数学の復習をしておくこと
第2回	流線と流管：連続の式（質量保存則）	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第3回	ベルヌイの方程式（エネルギー保存則）	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第4回	ベルヌイの方程式の応用	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第5回	運動の方程式：ベルヌイの方程式から運動方程式の導出	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第6回	運動量の法則（運動量保存則）	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第7回	運動量の法則の応用：物体に働く力	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第8回	前半のまとめ：流体運動の保存則と演習	微分・積分，線形代数などと，これまでの内容について復習し，理解しておくこと
第9回	渦①：渦度と循環	微分・積分，線形代数などと，これまでの内容について復習し，理解しておくこと
第10回	渦②：渦糸	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第11回	渦③：ヘルムホルツの定理	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第12回	ポテンシャル流①：非回転運動と速度ポテンシャル	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第13回	ポテンシャル流②：基本解と解の重ね合わせ	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第14回	ポテンシャル流③：円柱周りの流れとクッタ・ジュコフスキーの定理	前週の内容について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習しておくこと
第15回	定期試験
第16回	定期試験の解説と講義のまとめ

事前・事後学習の内容

現象の説明には数学を利用する．微分・積分，線形代数，ベクトル解析等，これまでに習った内容について復習し理解しておくこと．予習については，講義ノートと教科書の該当部分を予め読んで，わからないところを明確にしておくこと．また，前週行った範囲について小テストを行うので，授業で説明した部分について復習し，しっかり理解するよう務めること．

成績評価方法

合格（C以上）するには，到達目標で挙げた項目について理解し，説明できることが必要である．定期試験（65%，中間，期末），小テスト（35%，レポートを課した場合はその成績も加味）により評価し，60/100 以上で合格とする．

履修上の注意

本授業の内容は、授業担当者の実務経験を活用したものである。

教科書

講義ノート 谷一郎著「流れ学」，岩波書店

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参考文献

わかりやすい流体力学，中林功一，山口健二，森北出版 流体力学，杉山弘，遠藤剛，新井隆景，森北出版 流体力学, 日野幹雄, 朝倉書店 流体力学, 今井功, 裳華房

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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その他

(関連科目)航空流体力学，気体力学，計算流体力学