基礎から学ぶ流体力学入門講座

流体は気体と液体の総称で、水や空気がなくては生きていけない地球上の生物にとって必要不可欠な存在である。人類は豊富に存在する水や空気を利用して科学技術を発展させてきた。流体の性質を知ることは実用上重要になる場面が多い。大は惑星大気の運動から、小は血管内を流れる血液の運動に至るまで、流体力学の応用範囲は幅広い。実際、機械工学や航空工学、宇宙工学など工学分野、物理、気象、海洋などの理学分野、最近では医学、生物学においても、流体力学の知識は欠かせない。 　本講座は、流体力学を使う立場から基本的な知識と考え方を学び、実例を通して理解を深め、工学部における流体力学のエッセンスを効率的に習得することを目的として開講するものである。受講対象者としては、過去に学んだことがあるが、理解が充分ではなかったり忘れてしまったりした方、学ばなかったが仕事でどうしても流体力学に関する基礎知識を得る必要のある方を想定している。

1. 流体の性質
   1. 流体とは?
   2. 流体力学とは?
   3. SI単位系
   4. 流体の状態量と物性値
   5. 理想 (完全) 気体の状態方程式
   6. 流体特有の性質
2. 静止流体の力学
   1. 圧力の性質
   2. 圧力と高度 (深さ) の関係
   3. 浮力
   4. 圧力の測定
   5. 面に働く気体の圧力による力
   6. 平板に働く水圧力
   7. 例題
   8. 演習問題
   9. 次元流れの力学
   10. 流れの記述法
   11. 流線・流跡・流脈,流管
   12. 体積流量,質量流量
   13. 定常流れにおける連続の式
   14. ベルヌーイの式
   15. ベルヌーイの式の使い方
   16. 例題 (ベンチュリ管、ピトー管)
   17. 演習問題
3. 運動量の法則とその応用
   1. 流体における運動量の法則
   2. 流れが管に及ぼす力
   3. 噴流が物体に及ぼす力
      1. 物体が固定してある場合
      2. 物体が噴流を受けて運動する場合
   4. 噴流による推進
   5. 演習問題
4. 管内流れの基本
   1. 層流と乱流 – レイノルズ数の概念
   2. 摩擦損失
   3. 損失を考慮したベルヌーイの式
   4. 管摩擦損失係数 (ブラジウスの式など)
   5. ムーディ線図
   6. 断面形が円形ではない場合
   7. 管路系における各種損失
   8. 例題
   9. 演習問題
5. 流れに置かれた物体に働く流体力
   1. 抗力 (抵抗) と揚力
   2. 種々の物体の抗力係数
   3. 翼に働く揚力と抗力
   4. 例題
   5. 演習問題
• 質疑応答