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準備学習・事後学習
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準備学習として、学部講義科目「流体力学１」、「流体力学２」および「流れ学」の内容を十分復習し、各講義前には、授業計画・内容欄のキーワードを各自予習しておくこと。事後学習として、講義中に説明した要点について、十分復習しておくこと。なお、課題プレゼンテーションに対する解説・講評は授業内で実施し、課題レポートに対する解説・講評は、定期試験期間終了後、必要に応じて研究室で個別対応する。
毎回、講義時間の2倍の自学自習が求められます。
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授業の概要と目的
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自動車や航空機の抗力低減および低騒音化、翼の高揚力化、過給器やポンプなどの流体機械の性能向上など、流体工学に対する様々な課題は、それぞれの流れを十分理解し、流れを制御することに他ならない。本特論Ⅰでは、流体運動の理解のために、流れの支配方程式について、その物理的意味と、実際の流れの現象との対応関係について講義、学習する。
先ず、非粘性流れの場合について、運動方程式や、ポテンシャル流れ、さらに、流れの基本要素である渦流れについて取り扱う。続いて、粘性流れの場合について、ナビエ・ストークスの運動方程式を導出し、二平行平板間の流れなど、その幾つかの厳密解について、講義・解説する。
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該当するCP（カリキュラム・ポリシー）およびDP（ディプロマ・ポリシー）
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科目ナンバリングコード
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到達目標
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①流体力学の基礎方程式の物理的意味を理解し、導出することが出来る。②渦流れの性質について理解できる。③ナビエ・ストークスの運動方程式の導出方法を理解し、限られた条件下で厳密解を得ることができる。
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授業内容
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番号
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【項目欄】
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【内容欄】
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1．
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流れの記述する基礎方程式（１）
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連続の方程式
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2．
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流れの記述する基礎方程式（２）
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オイラーの運動方程式
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3．
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理想流体の流れ（１）
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渦度と循環
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4．
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理想流体の流れ（２）
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二次元ポテンシャル流れ
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5．
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理想流体の流れ（３）
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等角写像による翼周りの流れ
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6．
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渦運動（１）
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不連続面と渦層
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7．
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渦運動（２）
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物体伴流中の渦流れ
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8．
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渦運動（３）
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渦輪および噴流まわりの渦流れ
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9．
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粘性流体の運動（１）
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ナビエ・ストークスの方程式
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10．
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粘性流体の運動（２）
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レイノルズ数の物理的意味
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11．
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N-S方程式の厳密解（１）
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二平行平板間の流れ
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12．
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N-S方程式の厳密解（２）
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円管内の流れ
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13．
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N-S方程式の厳密解（３）
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同軸回転円筒内の流れ
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14．
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N-S方程式の厳密解（４）
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急に動き出す平板上の流れ
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15．
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総括とレポート課題
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これまでの授業を総括し、重要なポイントについては、課題レポートを課し理解を深める。
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授業方法の形式
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授業の実施方法
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成績評価方法
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理解度確認テスト（50%）＋課題プレゼンテーション(30%)＋レポート(20%)により評価し、100点満点で60点以上を合格とする。ただし、出席回数が全授業回数の2/3に満たない場合、欠格とする。
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成績評価基準
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C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。
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その他（履修条件・関連科目など）
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学部講義（流体力学、流れ学）の内容を理解していること。
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テキスト
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番号
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【書籍名】
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【著者】
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【出版社】
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1．
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使用しない。
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参考資料文献等
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番号
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【書籍名】
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【著者】
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【出版社】
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1．
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流体力学
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日野幹雄
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朝倉書店
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2．
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流れ学
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谷一郎
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岩波全書
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参考URL
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画像
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ファイル
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更新日付
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2024/02/07 15:48
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