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授業情報/Class Information

科目一覧へ戻る 2021/09/17 現在

基本情報/Basic Information

開講科目名
/Course
地球流体力学
時間割コード
/Course Code
7212000085
ナンバリングコード
/Numbering Code
開講所属
/Course Offered by
理工学部/
曜日コマ
/Day, Period
金/Fri 2
開講区分
/Semester offered
後期/second semester
単位数
/Credits
2.0
学年
/Year
2,3,4
主担当教員
/Main Instructor
石田 祐宣/ISHIDA SACHINOBU
科目区分
/Course Group
専門教育科目 専門応用科目
教室
/Classroom
必修・選択
/Required/Elective
選択
遠隔授業
/Remote lecture
No

担当教員情報/Instructor Information

教員名
/Instructor
教員所属名
/Faculty/Department
石田 祐宣/ISHIDA SACHINOBU 理工学研究科/
岡﨑 淳史/OKAZAKI ATSUSHI 理工学研究科/
難易度(レベル)
/Level
レベル2
対応するCP/DP
/CP/DP
CP・DP 1 見通す力      CP・DP 2 解決していく力
授業としての具体的到達目標
/Concrete arrival target as the class
〇大気や水の動きを司る流体力学の基礎について学びます(見通す力)
〇地球上の流体の振る舞いを学びます(見通す力)
〇基礎的な地球流体力学の概念を理解し,実用的な問題まで解けるような力を養います(解決していく力)
授業の概要
/Summary of the class
前半では,流体とはどんなものか,流体力学に関連する数学や物理学の基礎知識について学んだ後,実際の水の流れ(水理学)について学びます。
後半では流体の基礎方程式を導き,流体力学の基礎概念や基礎定理などについて学び,最後に地球上の大気への適用を考えます。
授業の内容予定
/Contents plan of the class
第1回・第2回 流体力学で用いる概念 (岡﨑)
  第1回 応力の種類(体積力・面積力),流体の性質
 第2回 静力学平衡

第3回~第5回 流体力学で用いる数学・物理学的知識 (岡﨑)
 第3回 オイラーとラグランジュ微分
 第4回 発散と渦度、循環とストークスの定理
 第5回 圧力と剪断応力,流線と流跡線

第6回~第8回 水理学的側面 (岡﨑)
 第6回 オイラーの運動方程式,ベルヌーイの定理,水頭,渦なしの流れ,速度ポテンシャル
 第7回 開水路の流れ
 第8回 管路の流れ,ここまでの内容の中間試験

第9回 理想流体(非圧縮・非粘性流体) (石田)

第10回~第13回 非圧縮粘性流体 (石田)
 第10回 レイノルズ数,層流・乱流、境界層
 第11回 ナヴィエ・ストークスの運動方程式
 第12回 層流の速度分布(円管内の流れ、平板間の流れ)
 第13回 乱流の速度分布

第14回・第15回 地球上の流体力学 (石田)
 第14回 回転座標系の運動方程式、コリオリの力、地衡流
 第15回 ブジネスク近似

第16回 後半の復習と期末試験 (石田)
成績評価方法及び採点基準
/A scholastic evaluation method and marking standard
中間評価(中間試験):50%
期末評価(期末試験):50%
上記を合算して,最終的な評価を行う予定です。
予習及び復習等の内容
/Contents such as preparations for lessons and the review
[予習] 各回のキーワードについて,各自調査してください。
[復習] 事前調査した内容と授業内容を対比してみましょう。不明な点は質問すること。
教材・教科書
/The teaching materials, textbook
教科書は使用しません。授業中,適宜プリントが配布されます。
参考文献
/bibliography
授業の内容は下記の書籍を参考にしています。
「明解水理学」日野幹雄著(丸善出版、1983年)
「流れの力学 ―水理学から流体力学へ」澤本正樹著(共立出版、2005年)
「流体力学(第2版)」杉山 弘 他著(森北出版, 2014年)
「連続体の力学」巽 友正 著(岩波基礎物理シリーズ・岩波書店, 1995年)
「連続体の力学」佐野 理 著(裳華房, 2000年)
留意点・予備知識
/Point to keep in mind, back ground
微積分・ベクトル解析を使いますので,「理工系の数学(B・C)」を履修しておくことが望まれます。
また,「力学I・II」を履修しておくと,質点系および剛体力学と流体力学の違いがよくわかるでしょう。
授業内容に関する質問・疑義等
/Question, doubt about class contents
岡﨑: 金曜日11:00~12:30 理工1号館437号室
石田: 月曜日17:00~18:00 理工1号館505号室
Eメールアドレス・HPアドレス
/E-mail address, HP address
岡﨑: atsushi.okazaki[at]hirosaki-u.ac.jp

石田: ishida[at]hirosaki-u.ac.jp
http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~ishida/index-j.html

[at]をアットマークに変えて下さい。
学問分野1(主学問分野)
/Discipline 1
C19:流体工学、熱工学およびその関連分野
学問分野2(副学問分野)
/Discipline 2
B17:地球惑星科学およびその関連分野
学問分野3(副学問分野)
/Discipline 3
該当なし
実務経験のある教員による授業科目について
/About the class subject by the teacher with the work experience
なし
地域志向科目
/Local intention subject
なし
授業形態・授業方法
/Class form, class method
板書および配布資料の解説を中心に進めます。
区切りの良いところで練習問題の解答に取り組むこともあります。
科目ナンバー
/The subject number
メディア授業による著作物利用の有無について
/Whether or not copyrighted works are used in media classes
無/Nothing
その他
/Others
特になし
No. 回(日時)
/Time (date and time)
主題と位置付け(担当)
/Subjects and instructor's position
学習方法と内容
/Methods and contents
備考
/Notes
該当するデータはありません

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