科目一覧へ戻る | 2021/09/17 現在 |
開講科目名 /Course |
地球流体力学 |
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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 |
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必修・選択 /Required/Elective |
選択 |
遠隔授業 /Remote lecture |
No |
教員名 /Instructor |
教員所属名 /Faculty/Department |
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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 |
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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 |
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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 |
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該当するデータはありません |