2023年度/2B20305001 (府大)

【金1】流体力学IIB <後期>

流体の流れは我々の生活にとって重要な役割を果たしている。「流体力学IIB」では，「流体力学IB」で流体力学と機械工学との関連によって理解した流動現象を，より深く理解し，流動現象を支配している力学に関する基礎原理を習得することを目標とする。

担当教員氏名

高比良 裕之

科目ナンバリング

BMMEE3B21-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

カリキュラムにより異なります。 (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。学年指定なしの表記は、要覧等を確認してください。

単位数

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

流体の流れは我々の生活にとって重要な役割を果たしています。「流体力学IIB」では、「流体力学IB」で流体力学と機械工学との関連によって理解した流動現象を、より深く理解し、流動現象を支配している力学に関する基礎原理を習得することを目的とします。達成目標は以下の通りです。 １．「場の力学」の考え方，連続の式，ナヴィエ―ストークス方程式の意味を説明できる。 ２．基本的な流れ場に対して，ナヴィエ―ストークス方程式の厳密解を求めることができる。 ２．ポテンシャル理論の概念が説明でき，基本的なポテンシャル流れを解くことができる。 ３．境界層の概念が説明でき，平板境界層を解くことができる。 ４．圧縮性流体の保存則を説明でき，拡大縮小管流れと垂直衝撃波を解くことができる。

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	流体運動の記述．流体運動の保存則と境界条件	前期の内容を復習しておくこと．
第2回	完全流体とポテンシャル（ベルヌーイの諸定理を含む）．ベクトル解析	教科書8章を読んでおくこと．演習問題8, 9の解き方を考えること．
第3回	ポテンシャル流れ，Stokesの定理と流れ関数	教科書9.1-9.3を読んでおくこと．演習問題10の解き方を考えること．
第4回	複素ポテンシャル	教科書9.4を読んでおくこと．演習問題12-16の解き方を考えること．
第5回	物体（円柱、球、翼）まわりの流れ①	教科書9.5を読んでおくこと．演習問題17-19の解き方を考えること．
第6回	物体（円柱、球、翼）まわりの流れ②	配布プリント．演習問題20の解き方を考えること．
第7回	渦運動．ナヴィエ―ストークス方程式の厳密解（一方向定常流れ）	教科書10章前半を読んでおくこと．演習問題24の解き方を考えること．
第8回	ナヴィエ―ストークス方程式の厳密解（振動平板による流れ）	教科書10.4を読んでおくこと．演習問題25の解き方を考えること．
第9回	ナヴィエ―ストークス方程式の厳密解（加速平板による流れと境界層）	教科書10.4を読んでおくこと．演習問題26の解き方を考えること．
第10回	境界層方程式	教科書10.6を読んでおくこと．配布プリントの問題の解き方を考えること．
第11回	境界層の運動量方程式	教科書10.7を読んでおくこと．配布プリントの問題の解き方を考えること．
第12回	平板に沿う境界層	配布プリントを読んでおくこと．演習問題27の解き方を考えること．
第13回	圧縮性流体の力学（音速とエネルギーの式）	教科書11.1～11.3を読んでおくこと．演習問題28の解き方を考えること．
第14回	等エントロピー流れ	教科書11.5,11.5を読んでおくこと．演習問題29の解き方を考えること．
第15回	衝撃波	教科書11.6, 11.7を読んでおくこと．演習問題30の解き方を考えること．
第16回	期末試験

授業内容

第１週　流体運動の記述，流体運動の保存則，境界条件 第２週　完全流体とポテンシャル（ベルヌーイの諸定理を含む） 第３週　ポテンシャル流れ，Stokesの定理と流れ関数 第４週　複素ポテンシャル 第５，６週　物体（円柱，球，翼）まわりの流れ 第７週　渦運動．ナヴィエ―ストークス方程式の厳密解（定常流れ） 第８，９週　ナヴィエ―ストークス方程式の厳密解（非定常流れ） 第１０週　境界層方程式 第１１週　境界層の運動量方程式 第１２週　平板に沿う境界層 第１３週　圧縮性流体の力学（音速とエネルギーの式） 第１４週　等エントロピー流れ 第１５週　衝撃波 第１６週　試験

事前・事後学習の内容

授業計画に従い，教科書や配布資料をもとに授業の予習を行うこと．また，毎回，小テストを行うので，その内容を中心に授業の復習を行うこと．演習問題を配布するので，授業の進行にあわせて解くこと．

成績評価方法

授業目標（達成目標）の1-4の達成度で評価します． 試験(60%)、レポート(30%)、平常点(10%)で評価し、合計60点以上を合格とします。 なお，平常点は小テストで評価します。

履修上の注意

事前に資料と演習問題を配布するので，予習・復習すること。

教科書

冨山編「機械工学基礎課程　流体力学」朝倉書店

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参考文献

藤川ほか著「工学の基礎 流体力学」（培風館）；宮井ほか著「水力学 第2版」森北出版；巽　友正著「流体力学」培風館，今井　功著「流体力学前編」裳華房；日野幹雄著「流体力学」朝倉書店；藤本武助著「流体力学」養賢堂

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)流体力学IIB，機械工学総合演習I・II，エネルギー変換工学，伝熱工学，環境工学