流体力学の基本と非ニュートン流体の流動

第1部 流体力学の基本と管内流れ

(2019年1月9日 10:00〜14:45)

　ニュートン力学、保存則を中心に流体力学の基本的な考え方を学習します。これらの知識は基礎的なものですが、製品開発・設計を行う上で必要な知識です。なんとなく理解していたから、しっかり基礎を理解したと思えるようにしたいと思います。

1. [理想流体の力学] 流体の静力学
   1. 流体とは?
   2. 圧力の定義
   3. 圧力の計測
2. 質量保存則とエネルギー保存則
   1. 連続の式
   2. ベルヌーイの式の導出
   3. ベルヌーイの式の応用
   4. キャブレターの計算
3. 運動量の保存則
   1. 運動量
   2. 運動量保存則
   3. 運動量保存則の応用
4. 層流と乱流
   1. 粘性流体の性質
   2. レイノルズ数
   3. 層流と乱流
5. 粘性流体の力学
   1. 管内流れ (ハーゲン・ポアズイユの式)
   2. ムーディー線図
   3. 境界層
   4. 乱流境界層
   5. 管路内の流れと抵抗、管路の設計法
• 質疑応答

第2部 非ニュートン流体の流動現象

(2019年1月9日 12:10〜13:40)

　高分子を含む流体やスラリーなど実際のプロセスで用いられる流体の中には、流れの条件により粘性が変化する性質を示す非ニュートン流体があります。また、弾性を示す粘弾性流体と呼ばれる流体もあります。 　本章では、これら流体が示す変わった性質を例示しながら紹介し、その物性を計測する手法について基本的な考え方を説明します。また、非ニュートン流体の輸送に関して、簡単な例を用いながらニュートン流体との違いについて紹介します。

1. 身の回りにある液体のふしぎ
   1. 非ニュートン流体の紹介
   2. 粘弾性流体の紹介
2. 非ニュートン流体,粘弾性流体の物性の測定方法
   1. 物質の変形について
   2. 一般的な粘度計の紹介
   3. レオメータ
   4. 伸張粘度計
3. 非ニュートン流体の粘度モデル
   1. べき乗則モデル, Carreau-Yasudaモデルなど
   2. 粘弾性モデルの紹介
4. 配管流れ
   1. 配管抵抗
   2. 非ニュートン流体における管内速度分布の求め方
   3. Giesekusモデルにおける管内速度分布の求め方
   4. 応用例の紹介 (抵抗低減効果)
• 質疑応答