エネ管その7_熱流体の基礎

こんにちは。

 エネルギー管理士(熱分野)の試験科目に「熱と流体の流れの基礎」というものがあります。

科目Ⅱに該当し、この中で特に流体は、専門外で0から勉強する人にはとっつきにくい科目だと思います。大学学部レベルでは、化学科や機械工学科で化学工学、流体力学などの分野として学ぶケースが多いです。その他、理系学部では一般教養として学ぶケースも多いですが、一般的な熱力学・熱化学よりも登場回数は少なく、また内容も浅いことが多いと思います。流体に関する本は非常に多く出ていますが、数値解析的に記述するものが多く、どれも初心者にはとっつきにくいものばかりに感じます。私がそうだったように、「超」のつく初心者はまず何から勉強すればいいか、本を紹介しながら進めていきます。過去問演習や参考書演習に入る前の段階を想定しています。

 まず最初の一冊として、以下の本をお勧めします。

久保田浪之介「トコトンやさしい 流体力学の本」, B&Tブックス, 日刊工業新聞社
難易度:★☆☆☆☆
読破時間:5~10時間程度
価格:1,400円+税
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キーワードとして、連続の式やナビエ=ストークス方程式、レイノルズ数、粘性、圧縮性、ベルヌーイの式等一般的な流体の基礎は抑えられています。内容も、極一部微分方程式が出てきますが、基本は低次の方程式で説明されており、理解がしやすいです。読み物的要素が強く、遅くても一週間あれば読破できるでしょう。
欠点として広く浅くということと練習問題がないことが挙げられます。見開き2ぺージで1テーマなので、通勤通学時間にも気楽に読めます。
 
次に、2冊目として次の本をお勧めします。
日本機械学会「流体力学」, JSMEテキストシリーズ, 丸善出版
難易度:★★★☆☆
読破時間:30時間程度
価格:1,886円+税
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この本が理解できれば、過去問演習やエネルギー管理士対策の参考書もすんなり理解できるでしょう。
偏微分方程式などが結構な頻度で出てきますが、分からなければ飛ばしてもOKだと思います。練習問題もついていますが、解答は貧弱(略解)です。大学の教科書としても使われていたりします。エネルギー管理士対策としては少々オーバーワークになるかと思いますが、大学教養学部レベルと同等以上の知識は身に付くと思います。
例えば、今年平成27年度のエネルギー管理士試験の科目Ⅱの流体分野の初っ端、流れ方向に対する力の名称である「抗力」と「揚力」を答えさせる問題で躓いた人は、上記本等で基本を押さえるところから始めるのが良いかと思います。ちなみに上記2冊目の本には、以下のような図(と説明)が載っています。
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もちろん、エネルギー管理士向けの参考書を通してでも良いので、手を動かして問題を解くことは重要だと思います。
流体に関してはこの程度を押さえておけばいいと思います。他の科目に関しては後程。

ではでは

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