流体力学 入門

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本セミナーでは、流体力学について取り上げ、流体の性質やベルヌーイの定理といった流体力学の基礎から応用までを解説いたします。

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本セミナーでは、流体力学について取り上げ、難しそうな数式もイメージに変えて、流体の性質やベルヌーイの定理の理解といった流体力学の基礎から、ベルヌーイの定理が具体的に使われる応用分野、流体によって物体に作用する揚抗力、対象物のスケールが異なる場合に比較検討できる無次元数の活用方法など、応用の初歩までを解説します。

  1. 理解しておくべき流体力学の基礎知識
    1. はじめに 〜流体力学とは〜
    2. 流体力学の基礎知識
      1. 力学としての単位系の確認
      2. 流体の性質一般、圧力、粘性力、浮力
      3. 流線形と抗力、エネルギー、レイノルズ数
      4. 層流と乱流、レイノルズ数と抗力の関係
  2. ベルヌーイの定理とその応用 〜流れが生じる力と流れの構造〜
    1. ベルヌーイの定理とエネルギー保存
      1. ベルヌーイの式3態
      2. ベルヌーイの式の応用
        • ピトー管
        • ベンチュリ管
    2. 管内流れ (ベルヌーイの定理の応用)
      1. 助走区間内の流れ
      2. 管摩擦損失
      3. 層流、乱流、荒い円管、ムーディー線図
      4. 円管以外の管摩擦損失
      5. 管路の諸損失
        1. 断面積の急変
          • 広くなる場合
          • 狭くなる場合
        2. 管路入り口
        3. 絞り
        4. 断面積が緩やかに変化する場合の損失
          • 広がり管
          • 細まり管
        5. 流れの方向が変化する場合の損失
        6. ベンド、エルボ
        7. 分岐管と合流管
        8. 弁とコック
        9. 揚水
          • 水馬力
          • 軸馬力
        10. 管内流れの演習
    3. 抗力と揚力
      1. 圧力抗力と摩擦抗力
      2. 揚力の発生
      3. 循環Γと揚力の関係
      4. 二次元翼と三次元翼
      5. 渦度γ
  3. 無次元数と流体の運動量の法則
    1. 力学現象の比較
      • レイノルズ数
      • フルード数
      • ストローハル数
      • マッハ数
      • 換算周波数
    2. 流体の運動量の法則
      1. 管路にかかる流体力、反作用
      2. 曲がり管にかかる流体力
      3. 噴流による流体力
      4. 噴流によって物体が動く場合の流体力
      5. プロペラの推力
      6. 翼に働く作用と反作用:揚力

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