国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

本講義では、粘性係数、ナビエ・ストークス方程式、レイノルズ数およびレイノルズの相似則等の基礎的事項から、平行流、平行平板間のクエット・ポアズイユ流、ハーゲン・ポアズイユ流、レイリー問題といった基本的な流れの解法、さらには、ストークス近似、オセーン近似、境界層、圧縮性流などの応用的な項目に関する内容まで網羅した講義を行います。講義と演習を密接に組み合わせて，機械工学分野における実際の流体機器の設計において重要となる粘性流体に関する基礎概念を習得します。

流体力学は機械工学における諸問題を扱う上で根幹となる重要な専門分野であり、この講義では、基礎流体力学で学ぶ非粘性流体に続き、粘性流体に関する基礎知識とそれを利活用できる能力を身に付けます。講義では、学習理解を深めるための演習時間を適宜設けます。

到達目標

　本講義を履修することによって次の能力を修得する。
（１）粘性流体の基礎方程式を導出できる．
（２）代表的な平行流に対してナビエ・ストークス方程式の解を得ることができる
（３）境界層に関する基礎的事項を説明することができる．
（４）ストークス近似，オセーン近似を説明できる．
（５）摩擦抵抗と圧力抵抗、揚力を理解できる．
（６）圧縮性流体の基本事項を説明できる．

この科目は，学修目標の
4.【展開力】（探究力又は設定力）整理及び分析できる力
6.機械工学の発展的専門学力
7.専門知識を活用して新たな課題解決と創造的提案を行う能力
の修得に対応する．

キーワード

粘性係数、ナビエ・ストークス方程式、レイノルズ数、平行流の解法、ストークス近似、オセーン近似、境界層、抗力と揚力、圧縮性流

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

授業は講義形式で行われ，適切なタイミングで演習課題が課されます。各回の課題を予習・復習して下さい。

授業計画・課題

授業時間外学修（予習・復習等）

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

日野幹雄、「流体力学」、朝倉書店、（１９９２） ISBN: 4-254-20066-8 C305

参考書、講義資料等

今井功、「流体力学（前編）」、裳華房、（１９７３） ISBN: 4-7853-2314-0

成績評価の基準及び方法

授業中の演習３０％，期末試験７０％で成績評価を行う。期末試験は対面で実施する。なお，本学の新型コロナウィルス感染症への対応方針等により対面での期末試験を実施できない場合，レポート課題提出を期末試験の代替とする。

関連する科目

• 応用流体力学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

偏微分方程式（MEC.B213.A），ベクトル解析（MEC.B214.A），基礎流体力学（MEC.F201.R）を履修していること，または同等の知識があることが望ましい。