水や空気で代表される流体は工業的にも利用されているばかりか、われわれの生活と密接に関連している。本講習では、そのような流体について基本的な概念・知識を学ぶとともに、例題・演習問題を通じて基礎事項の理解を深め、具体的な問題に対する対処法を習得すること目的としている。予備知識としては、高校程度の数学及び力学を前提としているが、煩雑な数式は必要最小限にとどめ、本質的な理解を優先している。
- 流体の性質
- 流体とは?
- 流体力学とは?
- SI単位系 (確認事項)
- 流体の状態量と物性値
- 理想 (完全) 気体の状態方程式
- 流体特有の性質
- 静止流体の力学
- 圧力の性質
- 圧力の単位
- 圧力と力
- 圧力と高度 (深さ) の関係
- 絶対圧とゲージ圧
- 圧力の測定
- 面に働く気体の圧力による力
- 平板に働く水圧力
- 浮力
- 例題
- 演習問題
- 次元流れの力学
- 流れの記述法
- 定常流れの概念
- 流線・流跡・流脈、流管
- 体積流量、質量流量
- 定常流れにおける連続の式
- ベルヌーイの式
- ベルヌーイの式の使い方
- ピトー管と流速測定の原理
- 例題
- 演習問題
- 運動量の法則とその応用
- 流体における運動量の法則
- 流れが管に及ぼす力
- 噴流が物体に及ぼす力
- 物体が固定してある場合
- 物体が噴流を受けて運動する場合
- 噴流による推進 (ジェット推進)
- 演習問題
- 管内流れの基本
- 層流と乱流 – レイノルズ数の概念
- 摩擦損失
- 損失を考慮したベルヌーイの式
- 管摩擦損失係数 (ブラジウスの式など)
- ムーディ線図
- 断面形が円形ではない場合
- 管路系における各種損失
- 例題
- 演習問題
- 流れに置かれた物体に働く流体力
- 抗力 (抵抗) と揚力
- 種々の物体の抗力係数
- 翼に働く揚力と抗力
- 例題
- 演習問題