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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 理学部 物理学教室 連続体力学 連続体力学

連続体力学 連続体力学

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科目ナンバリング
  • U-SCI00 33223 LJ57
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 3回生以上
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 水1
教員
  • 藤 定義(理学研究科 准教授)
授業の概要・目的 連続体力学は巨視的な空間的な広がりを持つ物質の運動を扱い,我々の身の周りから宇宙に至る多様な現象を記述する。本講義では,連続体の運動を概観した後,弾性体力学,流体力学の基礎方程式をミクロな立場との関連を考慮しつつ導く。基礎方程式に基づき,具体例に即しながら波動現象や渦運動を学ぶ。 更に,非線形現象の基礎的な概念を紹介する。連続体力学の多くの教科書は,基礎方程式に基づく数理物理的な視点でまとめられている。従って,体系的な美しさはあるが,数学的な記述が容易な線形現象の詳細な解説に陥りがちである。初学者は,非線形性に由来する多様な連続体現象に触れ理解する前に数学的な煩わしさに圧倒されるのではないだろうか。本講義では,むしろ物理的な側面に視点を置き,非線形現象の定性的な理解を目的とする。また,数学的な基礎はできるだけ前提とせず講義の中で説明する予定である。
到達目標 連続体力学はニュートン力学の連続場への拡張であり、連続体の運動の物理的な理解及び数学的な場の記述手法を習得することを目標とする。更に、電磁気学や量子力学など連続場として記述される系の理解の基礎の習得を期待する。
授業計画と内容 以下の各項目について講述する。各項目には、受講者の理解の程度を確認しながら、【 】で指示した週数を充てる。講義の進め方については適宜、指示をして、受講者が予習をできるように十分に配慮する。

(1)連続体力学とは【1週】
(2)連続体の基礎方程式と運動の記述基礎【2~3週】
(3)線形弾性体の力学【2週】
(4)流体の力学1:完全流体,渦無しの流れ, 渦運動,波と安定性【3~4週】
(5)流体の力学2:粘性流体,低レイノルズ数の流れ,高レイノルズ数の流れ【3~4週】
(6)様々な流れ現象【1~2週】
履修要件 力学,電磁気学,熱力学,などの物理の基礎及び,基本的な数学の講義を履修していることが望ましい。
授業外学習(予習・復習)等 講義が中心であるが、理解の定着のために講義期間中に課すレポートと取り組むこと。
教科書
  • 必要に応じで講義ノートや資料を配布する予定である.
参考書等
  • PandAに参考書について説明をしているので参考にすること。