流体エネルギー変換
理工学部 - 機能創造理工学科
SEA60500
コース情報
担当教員: 渡邉 摩理子
単位数: 2
年度: 2024
学期: 春学期
曜限: 水2
形式: 対面授業
レベル: 300
アクティブラーニング: なし
他学部履修: 不可
評価方法
レポート
10%
授業内期末試験
授業期間中
90%
詳細情報
概要
ポンプ，水車，送風機，圧縮機など，機械と流体との間でエネルギーを変換する機械を流体機械と呼ぶ．流体機械では，流体から機械に作用する力や流体が機械を回転させるときの力のモーメントを求める必要がある．また，流体機械内部には流体を供給，排出するための固定流路があり，流路を流体が流れる際にはエネルギー損失が発生する．本講義ではこれらの計算に必要な運動量理論，角運動量理論，管路内流れとエネルギー損失について説明する．さらに，揚力の大きさを求める式の導出につながるポテンシャル理論についても講義を行う．適宜，演習も実施する．本講義は機能創造理工学科のカリキュラム・ポリシー4にある「エネルギーの創出と利用」に関連して，流体機械の設計・開発につながる基礎知識を修得する学修を行う．
目標
流体の運動量の法則を理解すること． 管内流れとエネルギー損失について理解すること． ポテンシャル理論について理解すること． 学科のディプロマ・ポリシー3にある「エネルギーの創出と利用」に関する独創的技術の開発に貢献する能力を養う．
授業外の学習
テキストを読んで予習する(60分/回) 演習問題を解く(70分/回) 例題や演習を中心に復習する(60分/回)
所要時間: 190分
スケジュール
- ガイダンス，流体のエネルギー・動力 ※以下は予定であり，講義の進捗状況により変更する可能性がある．
- 運動量理論(基礎，管・平板に及ぼす力)
- 運動量理論(曲管・曲板に及ぼす力)
- 角運動量理論
- 演習(運動量理論・角運動量理論)
- 管路内流れと損失(助走区間,層流の管摩擦損失)
- 管路内流れと損失(乱流の管摩擦損失)
- 管路内流れと損失(管路断面が円でない管，マイナー損失)
- 総損失と管路の設計,演習
- 揚力/ポテンシャル流れとは
- 速度ポテンシャルと流れ関数
- 代表的なポテンシャル流れ
- 円柱周りのポテンシャル流れ/まとめ
- 期末試験
教科書
テキスト１を使用するので，各自で準備しておくこと．
流体力学 シンプルにすれば「流れ」がわかる
著者: 築地徹浩/金原粲
出版社: 実教出版・2009
参考書
JSMEテキストシリーズ 流体力学
著者: 日本機械学会
出版社: 丸善出版・2005