科目ナンバー

SE-CV1-3B10

履修条件・関連科目等

数学の微分積分はよく勉強しておいてください

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

水、空気など流れるものの運動を数式を用いて表現することにより定量的に理解しようとする学問である。
　水や空気といった身近なものの運動を扱う学問なのに、大学までお目にかかることが無いということは、それ以前ではもちろんのこと大学生にとっても理解と修得が難しい学問ということである。
講義内容の理解と修得を助けるために、流体力学演習という科目を設置しているので、併せて履修することが望ましい。

科目目的

流体力学の基礎方程式である連続式、運動方程式とくに、ナビエ－ストークス方程式の導出や、導出過程の理解を目的とする

到達目標

水や空気などの流体の運動は確かに複雑ではあるが、実は基本的な考え方は100年以上も前に確立されており、流体力学的な考え方に慣れることと道具としての数学をマスターすることで身近なものになり得る。目標は当然のことながら講義のすべてを理解してもらうことである。

授業計画と内容

以下を原則としますが、進み具合は、受講生の理解度に応じる予定です

第１回　流体とは。連続体の話
　　　　　流体運動の表現法。粒子の運動、流線
第２回　実質微分：運動する粒子からみた時間変化率
　　　　　流れの場における歪み率と渦度
第３回　応力と歪み率（ニュートンの粘性則）
第４回　質量の保存と連続式(1)
第５回　質量の保存と連続式(2)
第６回　質量の保存と連続式(3)
第７回　静止流体の力学(1)静水圧
第８回　静止流体の力学(2)浮力
第９回　ナビエーストークスの運動方程式
第10回　ナビエーストークス式の性質（レイノルズ数とフルード数）
第11回　理想流体の力学（１）定常流れとベルヌイの定理
第12回　理想流体の力学（２）ベルヌイの定理の応用例
第13回　粘性流体の力学（３）レイノルズ数と層流・乱流
第14回　乱流とその扱い方（レイノルズ応力、混合距離理論）

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

概要にも書いたが、演習科目が付いているので、併せて履修するのが望ましい。また、偏微方程式を理解しておくことが望ましい

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

授業の進捗に応じて，変更される可能性がありますが，その場合，受講生と一緒に検討する

課題や試験のフィードバック方法

授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

PBL（課題解決型学習）／反転授業（教室の中で行う授業学習と課題などの授業外学習を入れ替えた学習形式）／ディスカッション、ディベート

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

タブレット端末

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

はい

【実務経験有の場合】実務経験の内容

港湾における波力に対する構造物の設計支援業務

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

海岸や港湾における構造物の設計に対する説明を行う際において，実務経験を踏まえて教える

テキスト・参考文献等

教科書：なし
　参考書：「流体力学」と名の付く本は多い。自分で手に取って、自分の好みと講義内容の双方にマッチしたものを選んでください。

その他特記事項

（前提知識）
　力学の基礎と言語としての数学能力、具体的にはニュートン力学、微積（偏微分、重積分）、ベクトル（内積、外積、勾配ベクトル）、行列、複素関数など。ただし、数学については講義内で適宜解説する。
　注意）講義だけでは理解するのが大変なので、流体力学演習を合わせて履修すること。

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