専門基礎ライブラリー 流体力学 改訂版
シンプルにすれば「流れ」がわかる


 専門基礎ライブラリー 流体力学 改訂版 シンプルにすれば「流れ」がわかる
編修・執筆 築地徹浩
執筆 青木克巳、川上幸男、君島真仁、桜井康雄、渡邉摩理子
定価 2,640円(本体:2,400円)
仕様 B5判 272頁
ISBN 978-4-407-36617-4
発行日 2025年09月10日発行予定

機械学科 専門基礎科目「流体力学」用テキスト


●4単位授業に最適
 4単位の授業で無理なく終えられるよう、実務に困らない程度の内容に厳選しました。


●初学者にも理解しやすい、丁寧な解説
 単純な流れの事例をもとに解説しているので、初学者でも理解しやすい記述になっています。


●充実のWebサポート
 本文中の問題の詳細な解答はWebで提供しています。
 また、巻末問題は、ワークシート形式のPDFファイルをWebで提供予定です。


●改訂のポイント
 7章、8章を再構築した。
 これにより、1章~7章までは、主にシンプルな一次元流れを扱い、複雑な式を避けた平易な解説をし、流体力学の要点をつかめるようになりました。
 8章では、二次元および三次元流れの理論を解説し、数値流体力学などで必要なる知識が得られ、将来的に役に立つようにしました。

第1章 流体と流れの特性

1-1 流体力学と流体の性質
 1-1-1 流体力学とは
 1-1-2 流体とは
 1-1-3 単位と有効数字
 1-1-4 密度と比重
 ドリル問題
1-2 流体の圧縮性と表面張力
 1-2-1 流体の圧縮性
 1-2-2 表面張力
 ドリル問題
1-3 流れのとらえ方
 1-3-1 流体力学での流動の見方
 1-3-2 粘性流れと非粘性流れ
 ドリル問題
演習問題

 

第2章 静止流体の力学

2-1 力、応力、圧力
 2-1-1 流体に作用する力と応力
 2-1-2 圧力の単位、絶対圧とゲージ圧
 2-1-3 圧力の等方性とパスカルの原理
 2-1-4 重力場にある静止流体中の圧力分布
 2-1-5 等圧面
 ドリル問題
2-2 マノメータ
 2-2-1 直管マノメータ
 2-2-2 U字管マノメータ
 2-2-3 示差マノメータ
 ドリル問題
2-3 全圧力と圧力中心
 2-3-1 平面壁
 2-3-2 圧力中心のx 方向の位置
 2-3-3 曲面壁
 ドリル問題
2-4 浮力と浮揚体の安定性
 2-4-1 浮力とアルキメデスの原理
 2-4-2 浮揚体の安定性
 ドリル問題
演習問題

 

第3章 流れの基礎事項

3-1 流れの速度と流れる量
 3-1-1 流れの速度(流速)
 3-1-2 流れの加速度
 3-1-3 流量
 ドリル問題
3-2 流れの状態
 3-2-1 定常流れと非定常流れ
 3-2-2 一次元、二次元および三次元の流れ
 3-2-3 流線、流跡および流脈
 3-2-4 レイノルズ数と層流および乱流
 ドリル問題
3-3 一次元流れの場合の基礎方程式
 3-3-1 連続の式
 3-3-2 オイラーの運動方程式
 ドリル問題
3-4 二次元流れの場合の基礎方程式
 3-4-1 二次元流れの連続の式
 3-4-2 二次元流れのオイラーの運動方程式
 ドリル問題
演習問題

 

第4章 ベルヌーイの定理

4-1 流体におけるエネルギー保存則
 4-1-1 流体のもつエネルギー
 4-1-2 ベルヌーイの式の導出
 4-1-3 速度ヘッド、圧力ヘッド、位置ヘッド
 4-1-4 オイラーの方程式からベルヌーイの式の導出
 ドリル問題
4-2 ベルヌーイの定理の応用
 4-2-1 管路内での流体の速度と圧力
 4-2-2 大気中に放出される噴流
 4-2-3 トリチェリの定理
 ドリル問題
4-3 流体の速度・流量の測定
 4-3-1 ピトー管による流体の速度の測定
 4-3-2 オリフィス
 4-3-3 ベンチュリ管
 ドリル問題
演習問題

 

第5章 運動量理論

5-1 基礎理論
 5-1-1 運動量の定義
 5-1-2 ニュートンの運動の第二法則
 5-1-3 運動量理論
 ドリル問題
5-2 運動量理論の応用と計算法1
 5-2-1 狭まり管に働く力
 5-2-2 平板におよぼす力
 5-2-3 ジェット推進
 ドリル問題
5-3 運動量理論の応用と計算法2
 5-3-1 曲管におよぼす力
 5-3-2 曲板にかかる力
 ドリル問題
 演習問題

 

第6章 管路内の流れと損失

第6章 管路内の流れと損失
 6-1 助走区間内での円管内の流れと損失
 ドリル問題…………151
6-2 助走区間外の円管内の層流の管摩擦損失
 6-2-1 ダルシー・ワイズバッハの式
 6-2-2 ハーゲン・ポアズイユの流れと層流の管摩擦係数
  ドリル問題
6-3 助走区間外の円管内の乱流の管摩擦損失
 6-3-1 乱流の速度分布
 6-3-2 管壁が滑らかな場合の管摩擦損失
 6-3-3 管壁が粗い場合の管摩擦損失
 6-3-4 管摩擦損失の計算方法および手順
 6-3-5 管路断面が円でない管の管摩擦損失
 ドリル問題
6-4 管路における各種の損失
 6-4-1 損失係数
 6-4-2 弁や管路入口での損失および断面積の変化,流れ方向の変化や分岐・合流による損失
 ドリル問題
6-5 管路の総損失と管路の設計
 ドリル問題
演習問題

 

第7章 流体まわりの流れ

7-1 流れの中に置かれた物体に作用する力
 7-1-1 抗力と揚力の定義
 7-1-2 抗力と揚力の計算方法
 7-1-3 抗力の分類
 ドリル問題
7-2 抗力
 7-2-1 一様な流れの中に置かれた円柱に作用する抗力
 7-2-2 一様な流れの中に置かれた球に作用する抗力
 7-2-3 抗力の実用的な計算法
 ドリル問題
7-3 揚力
 7-3-1 揚力の発生メカニズム
 7-3-2 翼の性能
 7-3-3 循環による揚力の発生
 7-3-4 流動励起振動
 ドリル問題
演習問題

 

第8章 流れの理論

8-1 ポテンシャル流れの理論
 8-1-1 流体要素の回転と渦度
 8-1-2 渦なしの条件とオイラーの運動方程式
 8-1-3 速度ポテンシャルと流れ関数
 8-1-4 代表的なポテンシャル流れ
 8-1-5 円柱まわりのポテンシャル流れ
 ドリル問題
8-2 粘性流体の流動
 8-2-1 ナビエ・ストークス方程式
 8-2-2 平行平板間の層流
 8-2-3 境界層
 8-2-4 平板上の流れと摩擦抵抗
 8-2-5 相似則
 ドリル問題
演習問題

 

第9章 付録

 9-1 無次元量のまとめ
 9-2 常微分と偏微分
 9-3 初等関数の微分積分公式
 9-3-1 基礎微分公式
 9-3-2 基礎積分公式
巻末問題
計算問題の解答
索引