コンテンツに飛ぶ | ナビゲーションに飛ぶ

  • 日本語
  • English
 
現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 物理工学科 流体力学2(機)

流体力学2(機)

JA | EN

科目ナンバリング
  • U-ENG25 35143 LJ71
  • U-ENG25 35143 LJ77
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 木2
教員
  • 花崎 秀史(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 2年生後期の「流体力学1」と合わせて、流体力学に関する基礎学習を完結させる科目である。流体運動の基本法則、完全流体の(渦なし)流れ、非圧縮性流体の2次元(渦なし)流れ、粘性流体の流れ、圧縮性流体の流れ、物体まわりの流れなど、流体力学の基礎事項について学習する。
到達目標 流体力学の基本的事項を理解する。
授業計画と内容 (1)流体運動の基本法則(3回)
  質量保存則、ラグランジュ(実質)微分、運動方程式、渦度、ベルヌーイの定理、渦度方程式、循環、ケルビンの循環定理など、流体力学の基本法則と、基本的な量や式についての解説を行う。

(2)完全流体の(渦なし)流れ(1回)
  速度ポテンシャル、圧力方程式について解説する。

(3)非圧縮性流体の2次元(渦なし)流れ(5回)
  非圧縮性流体の2次元流れに対する流れ関数、複素速度ポテンシャル、湧き出しと吸い込み、渦糸(渦点)、円柱を過ぎる一様流と抗力・揚力、ブラジウスの公式、任意形状の物体を過ぎる流れ、ダランベールのパラドックス、クッタ・ジューコフスキーの定理、等角写像などについて解説する。

(4)粘性流体の流れ(2回)
  境界層理論(境界層方程式とその解)の解説を行うと共に、実際の物体まわりの流れについて、可視化実験の結果なども参照しながら解説する。

(5)圧縮性流体の流れ(2回)
  圧縮性流体の流れの基礎について、音波、マッハ数と衝撃波の伝播、ランキン=ユゴニオ関係式などについて解説する。

(6)演習(1回)
  復習のための演習を行う。

(7)学習到達度の確認(1回)
  学習到達度の確認を行う。
成績評価の方法・観点 【評価方法】
定期試験(筆記)。学期途中でレポートを課した場合は、10%程度加味することがある。

【評価基準】
到達目標について、
A+:すべての観点においてきわめて高い水準で目標を達成している。
A :すべての観点において高い水準で目標を達成している。
B :すべての観点において目標を達成している。
C :大半の観点において学修の効果が認められ、目標をある程度達成している。
D :目標をある程度達成しているが、更なる努力が求められる。
F :学修の効果が認められず、目標を達成したとは言い難い。
履修要件 「流体力学1」を履修しておくことが望ましいが、必須ではない。
授業外学習(予習・復習)等 ベクトル解析(div, rot, gradなどの満たす基本的な関係式、ガウスの定理、ストークスの定理)、複素関数論(留数定理、等角写像)などについて、事前に復習しておくことが望ましい。
教科書
  • 特に指定しないが、講義時に適宜紹介する予定。
参考書等
  • G. K. Batchelor, An Introduction to Fluid Dynamics (Cambridge University Press, 1967). isbn 052104118X, (同, 2000) isbn 9780521663960 【上記の和訳: 入門「流体力学」, G. K. Batchelor著, 橋本英典・松信八十男ほか共訳, 東京電機大学出版局, 1972 isbn 4501402709(和訳は絶版ですが、図書室にはあります)】