水理乱流力学
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科目ナンバリング |
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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 | 修士・博士 |
対象学生 | 大学院生 |
使用言語 | 日本語 |
曜時限 | 水3 |
教員 |
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授業の概要・目的 | 流体力学の理論に基づき、自由水面流れの乱流力学の基礎と応用を詳述する。Navier-Stokes式 から RANS方程式の誘導と開水路乱流への適用を展開する。河川の流速分布や抵抗則 また剥離乱流や2 次流などに関する最近の研究成果を提供する。EjectionやSweepなどの組織乱流理論や界面水理学な どのホットな話題も講述する。 あわせて河川や水工学上の実用問題についても説明する。 |
到達目標 | 課題に対して自主的、継続的にとりくむ能力を養う。 開水路乱流の基礎理論とその適用方法を理解 する。統計乱流理論と組織乱流理論の基礎を理解する。 将来、実河川の環境問題、災害問題に直面した際に、 学術的視点から説明ができる能力を身につける。 |
授業計画と内容 | ガイダンス(1回) 本科目の説明と、流体力学および乱流理論のバックグラウンドを概説する。 乱流に関する種々の理論的考察(3回) 運動方程式、境界層理論、乱れエネルギー特性、渦の動力学、乱流輸送、スペクトル解析等の、乱流を理解する上で必要な基礎理論について、最新の研究成果を交えながら講義する。 輸送現象論(4回) 分子拡散、乱流拡散、分散現象等、実河川で観察される乱流輸送現象について、理論や実験結果を用いながら解説する。 植生と乱流(3回) 植生キャノピーにおける乱流輸送現象について、最新の乱流計測や数値シミュレーション結果を紹介しながら、講義する。 河川の実用問題(2回) 複断面流れや流砂流れ等、河川にみられる重要な実用問題について講義する。 水工学の実用問題(2回) 漂流物や魚道等、水工学における重要な実用問題について講義する。 |
成績評価の方法・観点 | 各課題についてレポート(コアのレポート3回と小レポート複数回であるが、回数は年により異なる)を提出し、通期の総合成績を判断する。 コアのレポートについては1回でも未提出であれば単位を認めない。 |
履修要件 | 水理学の基礎を習熟していること。 |
授業外学習(予習・復習)等 | 適宜、水理学および流体力学の基礎を毎回1時間程度予習・復習して講義に臨むこと。 またまた河川工学に関する諸問題(土砂対策問題、魚道など)についても各自、予習しておくこと。また河川工学に関する諸問題(土砂対策問題、魚道など)についても各自、予習しておくこと。 |
教科書 |
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参考書等 |
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