シラバス参照

授業情報/Class Information

科目一覧へ戻る 2024/03/29 現在

基本情報/Basic Information

開講科目名
/Course
地球流体力学/Geophysical Fluid Dynamics
時間割コード
/Course Code
7242000085
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
授業形式
/Class Format
講義科目
メディア授業
/Media lecture

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/
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,流体の概念について学んだ後、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びます。
後半では,流体の基礎方程式を導きつつ流体力学の基本的性質について実例を通して学び,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 (石田)
10/04(金) 第1回 応力の種類・静止流体の性質
10/11(金) 第2回 静水圧平衡・動く流体の性質

第3回~第6回 流体力学で用いる数学・物理学的知識 (石田)
10/17(金) 第3回 オイラー微分・ラグランジュ微分
11/01(金) 第4回 発散と渦度
11/08(金) 第5回 循環とストークスの定理
11/15(金) 第6回 流線と流跡線

第7回~第8回 理想流体(非圧縮・非粘性流体) (石田)
11/22(金) 第7回 オイラーの運動方程式・速度ポテンシャル・ベルヌーイの定理
11/29(金) 第8回 2次元渦なしの流れ・複素速度ポテンシャル/ここまでの中間試験
12/06(金) 第9回 円柱のまわりの流れ

第10回~第13回 非圧縮・粘性流体 (石田)
12/13(金) 第10回 レイノルズ数,層流・乱流、境界層
12/20(金) 第11回 ナヴィエ・ストークスの運動方程式
01/10(金) 第12回 層流の速度分布(円管内の流れ、平板間の流れ)
01/15(金) 第13回 乱流の速度分布(混合距離理論、風速の対数則)

第14回・第15回 地球上の流体力学 (石田)
01/24(金) 第14回 回転座標系の運動方程式、コリオリの力、地衡流
01/31(金) 第15回 ブジネスク近似

02/06(金) 第16回(最終回) 後半の復習と期末試験 (石田)

※授業の進行状況等により,シラバスと実際の内容が異なる場合には,その都度説明します。
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: 30時間] 各回のキーワードについて,各自調査してください。
[復習: 30時間] 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。
「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。
「電磁気学Ⅰ」で学ぶ、ガウスの定理やストークスの定理は本授業でも扱います。
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
石田: 月曜日14:30~15:30 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
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
対面による講義形式で,板書および配布資料の解説を中心に進めます。
練習問題の解答に取り組むこともあります。
(メディア授業に移行した場合は、Teamsで実施します。)
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
本講義では高校までに学習する微分・積分、複素数平面、力学(エネルギーの保存則など)の知識を用いますので,自信のない人はリメディアル教育科目の数学および物理(力学)の受講を勧めます。詳しくは、Microsoft Teams上のチーム
【理工23】リメディアル教育_数学
【理工23】リメディアル教育_物理(力学・熱力学・波動)
をご覧ください。
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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