流体力学特論
 Advanced Fluid Dynamics
 担当教員:幕田 寿典(MAKUTA Toshinori)
 担当教員の所属:大学院理工学研究科(工学系)機械システム工学分野
 担当教員の実務経験の有無:
 開講学年:1年  開講学期:前期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:  科目区分: 
【授業の目的】
航空宇宙・海洋・気象・機械・物理・土木など、あらゆる産業分野で流体力学の知識が必要となる。本授業は流体力学の基礎、最新の応用研究並びに最先端の技術について、講義・演習を行い、しっかりした流体力学の基礎を培う。

【授業の到達目標】
学部で学んだ「基礎流体力学」と「流体工学」を基礎として展開・発展させ、高度技術者として必要な流体力学に関する基礎知識と解析技術を修得させることを目標とする。

【授業概要(キーワード)】
乱流、渦、混相流、気泡

【学生主体型授業(アクティブラーニング)について】
A-1.ミニッツペーパー、リフレクションペーパー等によって、自分の考えや意見をまとめ、文章を記述し提出する機会がある。:1~25%
A-2.小レポート等により、事前学習(下調べ、調査等含む)が必要な知識の上に思考力を問う形での文章を記述する機会がある。:1~25%
A-3.習得した知識を活用する中で、学生自身がテーマや目的などを主体的に定めて課題探究型学習を行い、その成果を記述する機会がある。:1~25%

【科目の位置付け】
科目の位置付けとしては、機械システム工学専攻の専門基盤科目である。

【SDGs(持続可能な開発目標)】
07.エネルギーをみんなにそしてクリーンに
09.産業と技術革新の基盤をつくろう

【授業計画】
・授業の方法
授業計画(授業の方法)としては、講義と演習を中心として進めていくこととする。
・日程
Ⅰ.完全流体の力学
1.基礎方程式と基礎原理
2.流関数と速度ポテンシャル
3.渦(うず)
Ⅱ.粘性流体の力学
1.粘性流体の基礎方程式
2.ナビエ―ストークス方程式の厳密解
Ⅲ.乱流および混相流
1.乱流におけるレイノルズ応力
2.乱流の発生
3.混相流の基礎知識
4.混相流の理論・応用
Ⅳ.最新の研究動向

【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
講義に出席し、講義は常に何が大事なのかを考えながら集中して聴き、分からない部分があったら質問する。私語、飲食、居眠り、講義中の出入り、そのほか、他の受講生の迷惑となる行為を行った場合は、受講を遠慮していただき、欠席扱いとする。
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
前回の講義で出題された課題を行い、講義開始時に提出すること。講義の内容をしっかりと復習し、次の講義までに理解すること。
自分なりに見やすくノートを整理し、疑問点があったら調べたり質問をしたりして分からないままにしておかないこと。

【成績の評価】
・基準
期末筆記試験を60点,レポートを40点とする。3分の2以上出席してレポートをすべて提出し、試験との合計で60点以上取った者を合格とする。
・方法
期末試験とレポートの結果を総合して成績を決定する。

【テキスト・参考書】
教科書を用いる場合には初回の講義もしくはwebclassにて指定する。
参考書は次の通り。
(1)「流体力学」日野幹雄(1992)、朝倉書店
(2)「乱流力学」木田重雄・柳瀬眞一郎(1999)、朝倉書店
(3)「渦―自然の渦と工学における渦」Hans J. Lugt (1978)、朝倉書店
(4)「流体実験ハンドブック」笠木伸英など編(1997)、朝倉書店
(5)「PIVと画像解析技術」可視化情報学会編(2004)、朝倉書店
(6)「Physical Fluid Dynamics」D. J. トリトン(1988)、インデックス

【その他】
・学生へのメッセージ
授業には必ずでること。また演習およびレポートは必ずやること。質問は随時受け付ける。
学部の時「基礎流体力学及び演習」、「流体工学」等の講義を受講していることが望ましい。講義受講後、演習問題を必ず自分で解くことによって理解を深めること。
・オフィス・アワー
機械システム工学科HP参照

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