流体力学入門講座流体力学入門講座

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国内No.1
機械設計特化型eラーニング

eラーニング利用実績

取引企業総数

706

上記の中で137社が
東証上場企業

eラーニング受講者延数

15,049

当社調べ。2016年4月〜
2024年5月の間の登録数

  • 自動車
  • 一般機械
  • 精密機器
  • 家電製品
  • 重工業
  • 半導体
  • 電子機器

東証上場企業137社、他550社以上の
さまざまな業種、規模のお客様に
ご利用いただいています。

ハグミー

若手エンジニアを抱える法人様
(教育担当者様)へ

新人へ流体力学の知識を教える時間の余裕がない、教えるノウハウがない」とお悩みではないでしょうか?本講座は累計受講者15,000名以上(延べ人数)、法人受講者数700社以上の実績あるMONO塾eラーニングシリーズとなります。設計歴20年以上の経験豊富なメンバーによって設計歴1~7年程度の若手・中堅エンジニア向けに製作された教材です。ですので、ただ知識を覚えるだけでなく、ちょっとした設計の勘所を随所に入れています。一般的な講座で学習するよりも、より実践的な知識の習得が可能です。受講者へは、講座修了後「修了証」の発行も行っております。ぜひ社内研修用の教材としてご検討ください。

あなたは、流体力学について
このようなお悩みを抱えていませんか?

いざ学ぼうとしてもわからない…。学校で学んだ知識がつかえない…。いざ学ぼうとしてもわからない…。学校で学んだ知識がつかえない…。

目に見えない現象の理解が困難…

流体力学は空気や水といった、目に見えない流体の挙動を扱うため、直感的な理解が難しく、理論が抽象的に感じられる。

数学的な理解が難しい…

流体力学は、微分積分やベクトル解析といった高度な数学を要求されることが多く、理論が複雑で初学者には理解が難しい。

流体力学の用語や概念の理解に苦労する…

流体力学には特有の用語や概念が豊富に存在し、例えば圧力、粘性、レイノルズ数など、それぞれがどのような意味を表しているのか、実際の現象とどう関連しているのかが理解しづらい。

学んだ知識の具体的な活用法がわからない…

流体力学の理論を理解しても、その知識を具体的な実務や現場の問題にどう適用すべきかがわからず、実際の計算や設計に行き詰まることがある。

本講座では、
設計に必要な
流体力学の
知識を習得できます!

実践的な流体力学の知識を深めることで、空気抵抗や水流の最適化を通じて、製品性能を向上することができる!

自動車、飛行機、船舶から水道・ガス配管の設計まで、幅広い分野で流体力学を設計に活用できるようになる!

流体の動きや圧力分布を予測する力を身につけることで、実験的手法やCFD解析の効果的な活用が可能になる!

本講座は、流体力学の基礎から応用までの知識を身につけ、
実際の設計課題への適用能力を高めることができます

  • 第1章流体力学の概要
  • 第2章流体の性質と基礎知識
  • 第3章流体の静力学
  • 第4章流れの基礎知識と基本式
  • 第5章管内の流れ
  • 第6章物体まわりの流れ
  • 第7章相似則
  • 第8章CFD解析

第1章では、流体力学の概要を学び、基本的な概念を理解します。第2章では、流体の物理的性質と基礎的知識について学び、流体の特性を深く理解します。第3章から第4章にかけては、流体の静力学と流れの基礎知識および基本式を学びます。これにより、流体の静的な挙動と動的な挙動を理解することができます。第5章では、管内の流れに焦点を当て、流体が管内でどのように動くかを理解します。第6章では、物体周りの流れについて学び、物体が流体中でどのように影響を受けるかを理解します。第7章では、相似則について学び、異なるスケールでの流れの相似性を理解します。最後に、第8章では、CFD解析(数値流体力学解析)を学び、コンピュータを用いた流体解析の基本を習得します。このカリキュラムを通じて、流体力学の基礎から応用までを総合的に学ぶことができます。

カリキュラムの詳細は、ページ下部の説明をご確認ください。

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機械エンジニアにとって「流体力学」の知識は、
様々な設計課題に対応するための強力なツールとなります

川の流れのイメージ

流体力学を考えるとき、それは川の流れを理解するようなものです。表面の穏やかな流れや底の速い流れを知ることが重要です。流体の流れの性質や基礎知識は、この流れを理解するための道具です。これらを使いこなすことで、流体の動きや特性を理解できます。

流体の流れは、パイプやダクトを通じて動く液体や、航空機の翼にかかる空気の流れなど、広範囲にわたる応用があります。そのため、流体力学を学ぶことにより、機械部品やシステムが効率的に動作するための設計やトラブルの防止が可能になります。

流体力学は、製品の性能向上やトラブル防止のために重要!流体力学は、製品の性能向上やトラブル防止のために重要!

これらのプロセスを適切に理解し、制御することによって、機械設計エンジニアは機器の性能を最適化し、過熱やエネルギー効率の低下を防ぎます。機械内での流体の挙動をコントロールすることは、信頼性の高い設計を実現し、メンテナンスの軽減や寿命の延長にも直結します。

流体を制御することで
防ぐことができる!

エネルギー効率の低下
エネルギー効率の低下

機器の過熱
機器の過熱

配管の漏れ
配管の漏れ

機械設計者に求められる“流体力学”の知識

機械工学には「流体力学」を含む、「機械力学」「材料力学」「熱力学」という4大力学があり、これらは機械設計において非常に重要な学問です。

例えば、機械力学は剛体を扱い、材料力学は弾性体を扱い、流体力学は流体を扱うという違いがありますが、これらは共通の方程式や原理を持ち、密接に関係しています。

機械設計者には、4大力学の知識が求められるよ!機械設計者には、4大力学の知識が求められるよ!

その中でも、流体力学液体や気体の動きや特性を研究する学問であり、水力発電や風力発電でのタービン操作、石油や天然ガスの安全なパイプライン輸送、さらには航空機や自動車などの乗り物の設計においても高速化、燃費改善、騒音防止などに不可欠です。また、エアコンやドライヤーなど風向きや風量の制御、家電製品の発熱処理にも流体力学は重要です。

その他にも、冷却システム、射出成形、油圧装置、圧縮機、送風機など、流体力学は幅広い産業で応用されています。

流体力学は、幅広い産業で必要とされている流体力学は、幅広い産業で必要とされている

このように、流体力学の知識は機械設計の根底にあり、製品の性能や効率を高めるために不可欠です。

「圧力損失の増加」や「不適切な流れ制御」「エネルギー効率の低下」など、機械やシステムの性能に深刻な影響を及ぼす可能性がある。「圧力損失の増加」や「不適切な流れ制御」「エネルギー効率の低下」など、機械やシステムの性能に深刻な影響を及ぼす可能性がある。

知識不足による影響(例)

  • 流体の圧力損失の誤算

    配管システムの設計時に、流体の圧力損失を正しく計算できない。これにより、ポンプやファンの選定が適切でなくなり、システム全体の効率が低下する可能性があります。

  • 流体の流れ制御の知識不足

    空調システムや冷却装置の設計時に、流体の流れを正しく制御できない。これにより、冷却効果が不十分になったり、過剰なエネルギー消費を招く可能性があります。

  • 流体の力学的性質の理解不足

    自動車や飛行機の設計時に、流体の力学的性質を理解していないと、空気抵抗の最小化や揚力の最適化ができない。これにより、燃費の悪化や性能低下を引き起こす可能性があります。

  • 流体のエネルギー変換の誤算

    水力発電や風力発電など、流体のエネルギーを利用するシステムの設計時に、エネルギー変換効率を誤算する。これにより、発電効率が低下し、経済的な損失を招く可能性があります。

流体力学の知識を「実際の設計現場」で活用するには?

流体力学では、固体と異なり、流体の連続的な変化を扱います。理論面では静力学や流れの基礎知識と基本式を学びますが、実務ではこれを具体的な設計や解析に適用します。実際の計算方法を身につけるためには、多様な事例や演習が重要であり、CFDなどのシミュレーション手法の知識も必要です。これにより、理論と実践を統合することで、技術的課題に対応できる能力が養われます。

ステップ

MONO塾では、3ステップを踏むことで
流体力学の「実践的な知識」を身につけることができます。

STEP1

流体力学の「基本概念」の理解

流体の静力学など、流体力学の基礎概念から学びを始めます。これにより、流体の挙動を正確に理解し、予測して制御するための土台を築きます。

STEP2

数学的モデル化と「計算方法」の理解

流体の動きを数学で表し、公式や計算を使って実際の設計に役立てる技術を学びます。この段階で、流体力学の理論がはっきりと理解できるようになります。

STEP3

実践力向上のための「演習」にチャレンジ

実際の演習を通して学んだ理論を現実の設計課題にどう生かすかを体得します。設計現場で遭遇する様々な問題への対応力を養い、効果的な解決策を導出する能力を鍛えます。

3ステップで実践的な知識を身につけ設計現場で活用する!3ステップで実践的な知識を身につけ設計現場で活用する!

なぜ、MONO塾のEラーニングでは
初心者でも「基礎から実践レベルまで」
流体力学の知識が身につくのか?

理由1身近な事例を用いて、数式の「意味や目的」を直感的に理解できる

この講座では、身近な事例を用いて理解しやすく説明しています。そのため、単に複雑な方程式の解法を覚えるのではなく、直感的な理解が深まります。学習意欲が増し、知識の積極的な吸収が促されるため、初心者でも安心して学習に取り組めます。

身近な事例で学ぶことができるよ!初めてでも安心だね!身近な事例で学ぶことができるよ!初めてでも安心だね!

<身近な事例を用いた説明> 
※講座内の一部を紹介しています

水槽の壁の事例

平面壁に働く力を「水槽の壁」を例に理解する

ホースの事例

運動量の式を「ホース」を例に理解する

野球ボールの事例

揚力を「野球ボール」を例に理解する

専門書

難しい数式ばかりで理解できない…

本教材

数式の意味と目的もわかりやすく解説
されているので、理解しやすい!

理由2機械系の視点からの「演習問題」が豊富であり、さらに
「CFDの基礎知識」も身につくため、実践力が高まる

この講座では、機械系の視点からの演習問題に挑戦でき、実践的な知識を効率的に習得することが可能です。さらに、製品設計の複雑化や解析の高度化に伴い、ニーズが高まっている「CFD(数値流体力学)」を理解することで、その応用範囲が広がります。

機械系エンジニアに役立つ事例・演習が多い!実践力が身につくね!機械系エンジニアに役立つ事例・演習が多い!実践力が身につくね!

<身近な事例を用いた説明> 
※講座内の一部を紹介しています

熱伝導

ベンチュリ管を用いた流量計算問題が出題されます。管の断面積が変化することにより発生する圧力差を測定し、特定の流量係数を使用して空気の体積流量を求める問題です。この種の問題は、機械設計者が実際の工業プロセスやシステムで流体の挙動を理解し、最適化するために重要です。

放熱量

セスナ機が水平飛行している条件下での揚力係数、抗力係数、および揚抗比を計算する問題が出題されます。この問題では、一定の推力で水平飛行するセスナ機の航空力学的特性を理解するために、揚力係数、抗力係数、および揚抗比を計算します。この種の問題は、機械設計者が航空機の設計や性能改善に必要な精密な流体管理システムの開発に役立ちます。

本教材はCFD解析を行う
設計者にも
役立つ講座です

第8章では、CFD(数値流体力学)のメリット、手順、そして応用例を学びます。

CFD解析がコスト削減、試作検討の速度向上、そしてより正確なデータ取得にどのように役立つかを理解できます。また、CFDを使用する具体的な手順についても詳しく解説されているため、前処理、ソルバー処理、後処理の各段階で何をすべきかを理解できます。

実際の業界でのCFD応用例も紹介されているため、機械設計技術者が直面する多くの課題にCFDがどのように応用できるかが理解できるでしょう。この知識を身に付けることで、CFD解析を行うための最低限必要なスキルが習得でき、日々の業務に活用できるようになります。

専門書

機械系エンジニアに向けた事例が少ない。

自分に適していない

本教材

豊富な演習で、実践的な能力が効率的に身につく!

習得しやすい!

「MONO塾オリジナルのテスト・演習問題」で、
流体力学の知識を定着させる

MONO塾では、基本知識はもちろん、実際の設計でどう使うかなど、
ただ用語や公式を暗記するのではなく、基本知識が設計の中でどのように活用されるのか
といった【考える力】が本講座で身につきます。

MONO塾の豊富な
アウトプット!

  • 1.演習問題

    各章の中で用意された「演習問題」を解きます。
    図解でわかりやすく解説されているため、理解を深められます。

  • 2.章末テスト

    各章の最後に「選択問題、◯×問題」などのテストを受けます。
    学んだ内容について、理解度を確認できます。

  • 3.理解度確認テスト(全50問) 

    講座全体の理解度を測るための「最終テスト」になります。

アウトプット

流体力学入門講座の
カリキュラムをチェックする

第1章

流体力学の概要

流体の状態、流体力学と他の力学との関係、流体力学の全体像を理解する

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・講座の全体像と学習の流れを理解する
・流体が静止しているか動いているかによって、どのような力が働き、性質を持つかを理解する
・水の温度変化による状態変化と、それが分子の運動にどう関連しているかを理解する
・「固体」では分子が規則的に配置され、形を変えにくい理由を学ぶ
・「液体」が形を自由に変えるが体積は変わりにくいことを理解する
・気体と液体の圧力と体積の関係性について学ぶ
・「粉体」の特性と液体との類似点及び相違点について理解する
・「水力学」と「流体力学」の違いを理解する
・機械工学の4大力学(流体力学、機械力学、材料力学、熱力学)とその重要性を理解する
・機械力学、材料力学、流体力学の共通点と違いを理解する
・熱力学と流体力学の関連性、熱エネルギーの効率的な利用方法について学ぶ

〈理解が深まる専門用語〉

流体 固体 液体 気体 分子 粉体 流体力学 水力学 連続体

第2章

流体の性質と基礎知識

流体力学の基礎とSI単位系の適用、流体の物理的性質を学ぶ

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・SI単位系の基本と、密度、圧力、粘度、表面張力の概念を理解する
・機械設計においてSI単位系の重要性と基本単位及び組立単位について学ぶ
・流体力学における速度や体積、密度の計算方法と、力や圧力の単位を理解する
・工学単位系から「SI単位系」への換算方法を学ぶ
・トンやリットルなど、「非SI単位」について学ぶ
・ギガ、メガ、キロ、ヘクト、デシ、センチ、ミリといった接頭語の使用方法を理解する
・「密度」の計算方法とその応用を理解する
・密度の違いによる流体の挙動について理解する
・外力としての力、摩擦力、重力の概念を理解する
・「圧力」とは何か、単位面積あたりの力の大きさについて学ぶ
・「圧縮性」の影響とその物質ごとの違いを理解する
・「粘度」が物質、温度、圧力によってどのように変化するかを理解する
・ニュートンの粘性法則に従う流体と、非ニュートン流体の違いを理解する
・動粘度の概念と、動いている流体での慣性力の影響について学ぶ

〈理解が深まる専門用語〉

SI単位系 基本単位 組立単位 工学単位系 非SI単位 接頭語 密度 比重 無次元数 外力 圧力 せん断応力 粘性力 面積力 体積力 重力 圧縮性 マッハ数 圧縮性流れ 粘性 クエット流れ 速度勾配 粘性力 ニュートンの粘性法則 ニュートン流体 非ニュートン流体 動粘度 表面張力 毛管現象 凝縮力 摩擦力、パスカル

第3章

流体の静力学

静止流体の力学を学び、圧力と浮力の関係、パスカルの原理を理解する

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・「流体の静力学」は、動いていない流体にどのような力が働くかを考察する学問である
・圧力と深さの関係、壁に働く力、浮力の計算方法を学ぶ
・流体が静止している状態、または周囲の物質と同じ速度で動いている状態の力学を理解する
・「運動方程式」を用いて、流体の質量に応じた力の必要性を理解する
・力がつり合っているときの静止または等速運動について学ぶ
・圧力と重力がバランスするときの流体の挙動を理解する
・「パスカルの原理」と油圧ジャッキの応用について学ぶ
・パスカルの原理と重力の関係について考察し、流体の深さが圧力にどう影響するかを学ぶ
・狭い容器と広い容器で深さが同じ場合の圧力の違いを確認する
・圧力の基準として「絶対真空」と「ゲージ圧」の違いについて学ぶ
・流体中の物体が受ける「圧力」と「浮力」について学び、アルキメデスの原理を用いて浮力を計算する
・浮力の作用点である「浮心」について学ぶ

〈理解が深まる専門用語〉

静力学 運動方程式 パスカルの原理 絶対真空 絶対圧 大気圧 正圧 負圧 ゲージ圧 圧力計 液柱圧力計 ピエゾメーター U字管マノメーター 示差マノメーター 全圧力 図心 重心 浮力 アルキメデスの原理 浮心 力のつり合い 重力 油圧ジャッキ 真空 マノメーター トリチェリの実験 mmHg 断面二次モーメント 断面層状モーメント 圧力の中心 比重計

第4章

流れの基礎知識と基本式

流れがある流体の表し方と、運動の基本式や定理を理解する

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・流体が動いている状態の運動について学ぶ
・「流体運動」に必要な用語を学ぶ
・「ラグランジュの方法」と「オイラーの方法」という二つの流体観察方法を学ぶ
・定常流と非定常流の違いについて学ぶ
・ラグランジュの方法では粒子の速度が時間と共に変化し、定常流では速度が位置により一定である
・流れの分析では一次元、二次元、三次元の流れを考慮するが、実際の流れは三次元で表現される
・「流速」は流体が一秒間に流れる距離を示し、流体の形状の変化によって計算が複雑になる
・「流量」は単位時間あたりに流れる流体の量を表し、体積流量と質量流量の違いに注意する
・「実在流体」は粘性と圧縮性を持ち、理想流体はこれらを無視したモデルである
・粘性流体と非粘性流体、圧縮性流体と非圧縮性流体の違いを理解する
・「流線、流跡線、流脈線」を用いて流体の流れを表現する
・流管は流れが囲む管であり、その断面を通過する流量は一定である
・「流跡線」は粒子の運動軌跡を表し、「流脈線」は通過した粒子をつなぐ線である
・「連続の式」により、流体の質量流量が流管内で一定であることを学ぶ
・「オイラーの運動方程式」は加速度、圧力勾配、重力のバランスを取る式である
・「ベルヌーイの定理」は流体の速度、圧力、高さの関係を示し、エネルギー保存則に類似している
・トリチェリの定理やベンチュリ管など、ベルヌーイの定理の応用を学ぶ
・「運動量の式」は流体が衝突したときに役立つ式である

〈理解が深まる専門用語〉

ラグランジュの方法 オイラーの方法 定常流 非定常流 一次元流れ 二次元流れ 三次元流れ 流速 平均流速 流量 体積流量 質量流量 理想流体 実在流体 粘性流体 非粘性流体 圧縮性流体 非圧縮性流体 PIV法 流線 流跡線 流脈線 流管 連続の式 オイラーの運動方程式 ベルヌーイの定理 トリチェリの定理 ピトー管 ベンチュリ管 オリフィス ノズル 運動量の式 完全流体 ナビエ・ストークス方程式 速度ヘッド 速度水頭 圧力ヘッド 圧力水頭 位置ヘッド 位置水頭 全ヘッド 全水頭 動圧 静圧 よどみ点 サイフォン 流量係数 縮流部 収縮係数 流出係数 曲がり管

第5章

管内の流れ

実在流体の粘性効果とエネルギー損失を理解し、理想流体との違いを学ぶ

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・実際の流体の粘性と、せん断応力による摩擦抵抗を理解する
・「理想流体」ではエネルギー損失はないが、実際には損失があるため、その影響を理解する
・粘性のある流れで使う「層流」「乱流」「レイノルズ数」「助走区間」を学ぶ
・流体の流れは層流と乱流に分かれ、層流は滑らかで、乱流は蛇行や渦を伴うことを理解する
・粘性の影響を定量的に表す無次元数が「レイノルズ数」である
・粘性がある場合、せん断応力で摩擦抵抗が生じ、エネルギーを失うことを学ぶ
・せん断応力が半径に比例することがわかると、速度分布が放物線状になる
・「乱流」になると流れが乱れ、速度分布、損失水頭、管摩擦係数が変わることを理解する
・乱流では管内の流速が均一化し、最大流速が遅くなる
・「平均流速」が遅いとレイノルズ数が低くなり、層流が形成される
・「層流」では管摩擦係数がレイノルズ数に依存する一方、乱流では管壁の表面粗さの影響も受ける
・管壁の粗さは「水力学的になめらかな領域」「遷移領域」「完全に粗い領域」に分けられる
・遷移層の内側では乱流層となり、管壁の粗さの影響が大きくなる
・管壁の「粗い」や「滑らか」は、粘性底層と比較した表面の凹凸の大きさで決まる
・実際の管路で断面積の変化や曲がりによりエネルギーが損失し、これを「管路抵抗損失」と呼ぶ
・損失係数は実験を通じて求められ、この方法を用いて実際の管路での損失の具体例を学習する
・曲がり管や分岐、合流、弁やコックなどの障害物が原因で損失が生じ、これらは損失係数で表される
・粘性を持つ実在流体の摩擦や抵抗によるエネルギー損失の理解を深める
・理想流体以外でもエネルギー保存則が成り立ち、水頭でも同じであることを理解する

〈理解が深まる専門用語〉

層流 乱流 レイノルズ数 助走区間 レイノルズ数 臨界レイノルズ数 水力直径 完全発達域 速度分布 流量 平均流速 圧力損失 ハーゲン・ポアズイユ流れ 摩擦損失 損失水頭 エネルギー線 ダルシ―・ワイスバッハの式 管摩擦係数 カルマン・ニクラーゼの式 ムーディ線図 管路抵抗損失 損失係数 揚程 水動力 効率 軸動力 圧力損失 粘性底層 絶対粗さ 相対粗さ 水力学的に滑らかな領域 コールブルックの式

第6章

物体まわりの流れ

境界層、物体まわりの流れを理解し、抗力と揚力を学習する

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・「内部流れ」と「外部流れ」の違いを明確に理解する
・平板周りの流体の速度を学び、ポテンシャル流れの概念を理解する
・境界層、特に速度が変化する「速度境界層」を詳しく学ぶ
・層流境界層と乱流境界層の違いを理解し、レイノルズ数を用いて乱流への変化を予測する
・平板のレイノルズ数が距離に比例するため、流れの変化を計算する
・排除厚さと運動量厚さについて学び、それらが流れに与える物理的な意味を理解する
・運動量厚さの計算方法を学び、せん断応力による摩擦抗力を評価する
・一様流れの特徴を学び、その物理的性質を理解する
・ダランベールのパラドックスを説明し、理想的な流れと実際の流れの違いを学ぶ
・ストローハル数を使用して、カルマン渦の周波数から流速や流量を計算する
・物体の周りで流れがはく離する理由を理解する
・物体に作用する流体力、特に抗力と揚力について学ぶ
・物体に働く抗力を、摩擦抗力と圧力抗力に分類し、それぞれの性質を学ぶ
・流線形が抗力係数を低減させる理由を学び、効率的な機械設計の重要性を理解する
・造波抗力について学び、船の設計におけるその影響を理解する
・航空業界での抗力の分類、誘導抗力と有害抗力について学ぶ
・干渉抗力の原因とその流体力学的影響を理解する
・揚力の発生原理を学び、飛行機の翼がどのようにして力を受けるかを詳しく理解する
・飛行機の翼の迎え角が揚力と抗力に与える影響を学ぶ

〈理解が深まる専門用語〉

外部流れ 境界層 ポテンシャル流れ 速度境界層 層流境界層 乱流境界層 遷移領域 臨界レイノルズ数 乱流バルジ 排除厚さ 運動量厚さ はく離 一様流れ ダランベールのパラドックス ストローハル数 流体力 抗力 揚力 横力 抗力 摩擦抗力 圧力抗力 造波抗力 誘導抗力 有害抗力 循環流 出発渦 クッタの条件 揚力係数 揚抗比 マグナス効果  双子渦 カルマン渦 はく離点 抗力係数 基準面積 よどみ点 死水域 迎え角 失速角 クッタ・ジューコフスキーの定理

第7章

相似則

実験と理論を統合し、流体力学の相似則と無次元数を学ぶ

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・理論的な計算と実在流体の現象の違いを把握するため、実際の機械を使った実験を行う
・模型を使った実験を行う際の注意点を解説する
・模型と実機の流体の関係を合わせるために「相似則」を適用する
・実機と流体の関係を模倣するには、幾何学的、運動学的、力学的相似が必要であることを学ぶ
・「運動学的相似」において、実機と模型間で流線の形状と流速比が相似であることを確認する
・慣性力、粘性力、弾性力、表面張力といった力の比が等しいことの重要性を学ぶ
・「無次元数」を用いて物理現象の特徴を捉える方法を学ぶ
・レイノルズ数やフルード数、マッハ数、オイラー数、ウェーバー数といった無次元数を学ぶ

〈理解が深まる専門用語〉

相似則 幾何学的相似 運動学的相似 力学的相似 無次元数 フルード数 弾性力 オイラー数 マッハ数 ウェーバ―数 レイノルズ数

第8章

CFD解析

CFD解析の基礎を学び、多様な業界での活用を理解する

〈eラーニングのスライド一部〉

スライドスライドスライドスライド

〈学習内容を一部紹介〉

・模型作りは大変なため、近年普及している「CFD解析」について、特徴や流れを理解する
・CFD解析を行うことで、流体の流れや圧力、抗力や揚力の大きさを解析する
・コンピュータでオイラー方程式やナビエ・ストークス方程式を離散化し、解析する
・有限要素法、有限体積法、有限差分法を用いて数値解析を行う
・CFD解析は飛行機や自動車、造船、電気、エネルギー、工業など、さまざまな業界で利用される
・CFD解析には、費用の削減、製品設計の効率化、可視化などの多くのメリットがある
・CFD解析には誤差が含まれるため、結果を過信せず誤差を認識して活用する
・CFD解析の流れは、前処理、ソルバー処理、後処理の3つの工程に分かれる
・「前処理」は設計データを解析に適した形に整える工程で、適切な前処理が解析結果に大きく影響する
・「ソルバー処理」は、前処理データを基にメッシュ分割し計算する
・「後処理」では、解析結果を人間が認識しやすいように可視化して表示する
・CFD解析の一例として、自動車の外部流れやバルブの内部流れの解析を学習する
・レーシングカーやスポーツカーは、ダウンフォースを得る工夫がされている
・設計変更による効果をCFDで確認することで、実機や模型を使う前にある程度の確認ができる
・内部流れの解析でも、空間を用意し、メッシュを作成して流速を設定するという流れは同じ

〈理解が深まる専門用語〉

CFD解析 前処理 ソルバー処理 後処理 メッシュ分割 ダウンフォース

自分のペースに合わせて
学習を進める

eラーニング学習のメリットは、自分のペースで学習することができることです。
「今すぐに流体力学の知識を身につけたい」という方は、1日の学習時間を集中してとることで短期間ですべてのカリキュラムを受講することができます。また「仕事をしながら自分のペースで学びたい」という方は、1日20分程度の時間から受講できますのでご自身で計画を立てながら進められます。

日々の学習イメージ

01

受講ページを確認する

受講ページ

・開始後全てのカリキュラムが閲覧可能です
(優先したい項目から見ることもできます)

01

動画を見る

動画

再生速度を変更できます
(最大で2倍速まで、段階的に調整可能)

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章末テストを受ける

章末テスト

・各章には章末テスト(数問)があります ※ 章末テストの数は講座によって異なります

02

演習 / 最終理解度テストを受ける

演習/最終理解度テスト

・講座内に演習問題があります
・最後に最終理解度テスト(50問)があります
※ 演習 / 最終理解度テストの数は講座によって異なります

03

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修了証

・受講完了後に修了証を受け取れます
(受講ページ内の申請フォームから依頼)

03

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復習

・1年間何度でも復習できます
・テストも繰り返し受けられます

流体力学入門講座の概要
流体力学の基礎から応用までを
習得する

概要概要

パソコン・タブレット・スマートフォンで閲覧できます ※「テスト問題」を解く際は、パソコン環境が推奨です。

販売価格/1アカウント

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再生時間410分(カリキュラム全8章分)

閲覧可能期間1年間

eラーニング以外の特典

  • 特典1:流体力学入門講座テキスト
  • 特典2:工学知識きその基礎講座 Eラーニング

支払い方法支払いは、「クレジット支払い」「銀行振込み」「コンビニ払い」をお選び頂けます。

法人でお申込みされる方へ

● 3名以上(アカウント複数申請)で法人割引(最大30%割引)をご利用頂けます。
● 希望される場合は請求書発行(PDF、郵送)をご依頼頂けます。

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今だけの限定特典!
受講者全員に“設計に役立つ
2つの特典”をプレゼントします

特典
1

読んで学べる!書き込める!お調べ帳としても活用できる!
講座テキスト(128ページ)

本テキストは動画講座の補足用参考書としてご利用頂けます。ですので「eラーニングの復習に使いたい」「テキストにメモをしたい」という方に適しています。

eラーニング同様、図解で説明していますので初心者の方でもわかりやすい。読み進めるだけでイメージができるので理解が進んでいきます。どうぞご自宅や作業デスクなどに置いてご活用ください。

便覧や参考書、インターネットで調べなくても、テキストにわかりやすく情報がまとめられていますので「お調べ帳」としてもご活用ください。

特典
2

ビギナー設計者必見!最低限必要な基礎知識を学ぶ
工学知識きその基礎講座
Eラーニング(3,980円相当)2019/4/1に追加

「文系出身者」「転職者」「工学知識が不安なエンジニア」など、超初心者向けのEラーニングとなります。

本商品は、3,980円で単体販売も行なっています。

設計者にとって、当たり前に知っておくべき最低限必要な工学知識を習得できますので、基礎から学ぶ必要性を感じている方には役立つ学習内容です。

単位 規格 数学 力学 形状 道具

こちらの6つの基礎知識を「 0(工学知識の乏しい状態) 」から習得できます。

「設計業務の中で理解力不足を感じている・・・」
「専門知識を学習するための基礎能力が足りていない・・・」

という不安を感じている方であれば、こちらの「工学知識きその基礎講座」を学ぶことで、他専門分野の知識が学習しやすくなります。

専門知識の学習を始める前に、本講座を事前学習することをオススメします。

よくある質問

質問 グループ割引はありますか?

回答 はい、ございます。同僚や友人と割引を利用したグループ購入をされる場合は「法人購入(複数人での購入)」を行ってください。グループで購入される場合も、法人割引を適応させて頂きます。その場合は、購入代表者の方に全員分のアカウントをご提出頂きます。

質問 請求書の発行はできますか?

回答 はい、できます。法人で「銀行振込」を選択頂きお申込ください、マイページの「購入履歴」からダウンロードいただけます。

質問 分割での購入はできますか?

回答 個人でお申込み&クレジット支払いの方に限り、6回の分割払いができます。

質問 スマホやタブレットでも学習できますか?

回答 はい、スマホ、タブレットでもご視聴頂けます。
サンプル動画を見てチェック頂く事をお薦め致します。

よくある質問について
詳しくはこちら

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