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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 航空システム工学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
航空流体力学Ⅰ
Aerodynamics I
2 E119-01 2023年度
5期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.流体力学の基礎方程式 2.ポテンシャル流れ 3.等角写像 4.二次元・三次元翼特性 5.地域連携 流体力学は、機械・航空工学分野における主要科目の1つである。本講義では、流れ学で学習 した内容を前提として、流体の基礎方程式や流れの様子を理論的に解析する方法について学 習し、さらに航空機の主要構成部である翼の特性について理解を深め、流体を非圧縮・非粘 性・非回転の理想流体と仮定して挙動を解析する方法を身につけることを目標とする。
授業の概要および学習上の助言
この授業では、まず流体を非粘性・非圧縮・非回転を仮定した場合の理論的な取り扱いについて学習する。さらに、これを基 礎として、航空機等の翼の空気力学的特性に応用する。具体的には以下の項目に関する講義と演習を行う。 ・ 流体の基礎方程式 ・ 速度ポテンシャル(わき出し、吸い込み、2重わき出し 特異点) ・ 円柱まわりの流れ ・ 等角写像 ・ 2次元翼周りの流れ ・ Kutta-Joukowskiの定理 ・ 2次元薄翼理論 ・ 2次元翼特性 ・ 3次元翼特性 講義では必ずしも教科書に書かれていることだけを行うのではないので、必ずノートをとり、復習を加えて自分のノートを完 成させること。用語等については英語による表記も覚えていくこと。 また、地域連携に関連してた課題や討議にも積極的に参加すること。
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:空気力学入門[丸善出版] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
この講義は、「流れ学」を履修していることを前提として行うので、流れ学の単位を取得していることが望ましい。 この講義には数式が多く出てくる。そのため教科書をさらに丁寧に説明するので、必ずノートを取り、導出過程を理解するよ うに努めること。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
J 流体の基礎方程式について説明することができる。
J,D 簡単な渦なし流れを解析することができる。
J,D 翼と揚力の発生メカニズムについて説明することができる。
J,M 2次元翼の空力特性を推定することができる。
J,M 3次元翼の空力特性を説明できる。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 40 15 5 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 40 15 5 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 30 25 5 5 0 0 0 65
思考・推論・創造する力 10 10 10 0 0 0 0 30
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 0 0 0 0 0 0
学習に取組む姿勢・意欲 0 5 0 0 0 0 0 5
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 すべての講義の最後に、全体の達成度を確認するため、達成度確認試験を行う。この試験は、現象の説明 や式の展開・計算が中心となるため、自分で考える癖をつけておくことが重要である。
クイズ
小テスト
講義の内容の理解度を確認するための練習問題を解いてもらう。また、中間での理解度を確認するための 小テストを実施する。この小テストは進度の状況で何回かに分けて実施することがある。
レポート レポートは学習した内容に関連する事項について、Excel等による計算、応用例の調査(地域連携を含め て)などの課題を課す。理解度の確認と共に自学自習による成果(興味・関心、努力)を評価する。
成果発表
(口頭・実技)
総合演習課題に対してプレゼンテーションを行う。 その取り組み姿勢や質疑内容を総合的に評価する。
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
2次元ポテンシャル理論によって簡単な渦なし流れを解析でき る。 2次元翼の揚力を推定でき、翼の揚力の発生メカニズムを的確 に説明できる。 3次元翼の特性と翼の総合性能を的確に説明でき、実際の航空 機との関連を述べることができる。 2次元ポテンシャル理論によって簡単な渦なし流れを解析でき る。 2次元翼の揚力の発生メカニズムを説明できる。 3次元翼の特性と翼の総合性能を説明できる。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
配布する学習支援計画書を基に科目の学習目標、概要 や行動目標を理解する。特にこの科目が航空システム 工学科の教育目標のどの部分を担っているか、具体的 な達成レベルの目安を理解する。 2次元ポテンシャル流れと基礎方程式の解説 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答を行う。 なお、特に理論的な部分はプ リントを併用する。 自己点検を行う。 予習:教科書第8章を見てくる。 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 数学の基礎的な知識を復習し、理 解できているかを自分で確認する 。 30 60
2次元ポテンシャル流れと基礎方程式の解説 複素数の解析関数について学習する。 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:複素数について調べる。 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 60 90
速度ポテンシャルと流れ関数について学習する 複素速度ポテンシャルが表す流れについて学習する 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:教科書のp79-85を通読する 。 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 30 90
複素速度ポテンシャルが表す流れについて学習する 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:教科書のp85-92を通読する 。復習:講義内容を復習する。課 題が出された場合は作成提出する 。 30 90
円柱の周りの流れについて学習する 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:教科書のp88-95を通読する 。復習:講義内容を復習する。課 題が出された場合は作成提出する 。 30 90
等角写像及びJoukowski翼について学習する 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:教科書p95〜p108を通読す る。 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 予習・復習・課題を行う。 30 90
Blasiusの式とKutta-Joukowskiの定理を学習する 2次元薄翼理論について学習する 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:教科書p145〜p150を通読す る。 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 30 90
2次元ポテンシャル流れについて演習を行う 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:ノートを見直す 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 60 90
これまでに学習した内容について小テストを行う 中間振り返り 小テスト 講義 中間振り返り 課題の提出・出席状況の確認 を行う。 自己点検を行う。 予習・復習:これまでの内容の復 習を行い小テストに備える。 180
10 翼型について学習する。 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:教科書p137〜p145を通読す る。 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 30 90
11 「総合演習1」 学習した内容から、特に重要な項目を取り上げ、復習 ・演習を行う。 これまでの内容について総合 的に演習を行い、質疑応答を 行う。 自己点検を行う。 予習:ノートを復習する。課題を まとめる。 復習:講義内容を復習する。 60 90
12 翼の平面形と3次元翼特性について学習する。 左記のテーマについて講義を 行い、質疑応答・演習を行う 。 自己点検を行う。 予習:教科書p167〜p179を通読す る。 復習:講義内容を復習する。課題 が出された場合は作成提出する。 60 90
13 達成度確認試験と解説。 演習を通して復習を行う。 達成度確認のための試験を行 う 試験についての解説を行う。 これまでの学習内容の復習を 行う 自己点検を行う。 予習:これまで学習した内容を復 習し試験に備える。 復習:できなかったところを重点 的に復習する 60 60
14 「総合演習2」 学習した内容に関連した課題に取り組み、プレゼンテ ーションと討議を行う。 プレゼンテーションと討議を 行う。 自己点検を行う。 予習:課題に対し調査し検討した 結果をレポートにまとめ、発表の 準備をする。 復習:討議した内容を振り返る。 120 60
15 「総合演習3」 学習した内容に関連した課題に取り組み、プレゼンテ ーションと討議を行う。 プレゼンテーションおよび討 議。 自己点検を行う。 予習:課題に対し調査し検討した 結果をレポートにまとめ、発表の 準備をする。 復習:討議した内容を振り返る。 90 60