数理科学特論B

Numbering Code G-INF03 64310 LJ77 Year/Term 2022 ・ Second semester
Number of Credits 2 Course Type Lecture
Target Year Target Student
Language Japanese Day/Period Thu.3
Instructor name TAGUCHI Satoshi (Graduate School of Informatics Professor)
TSUJI TETSURO (Graduate School of Informatics Associate Professor)
Outline and Purpose of the Course 軽度に希薄な気体の振舞いについてその理論的取り扱いの基礎と応用例を講述する。具体的には境界において外界と接する希薄気体を考え、希薄度が小さい場合において(いわゆる流体力学極限近傍)、気体の振舞いを記述する偏微分方程式系(流体力学的方程式系)とその境界条件をボルツマン方程式の境界値問題から導出する。また、導出した理論をもとに希薄気体に特徴的な振舞いを、流体力学極限における流体の振舞いと対比しながら紹介する。
Course Goals 分子気体力学に関する基礎事項を学習し、連続体理論との関係について理解を深める。また、そのための数理的な解析手法を習得する。
Schedule and Contents 下記の内容で全体で15回の講義を行う。履修者の理解度や希望を考慮して、一部の内容を変更する場合がある。
第1回:分子気体力学の概要(速度分布関数、巨視的物理量)
第2回:ボルツマン方程式
第3回:衝突積分項の諸性質(対称関係式、衝突和不変量、保存方程式)
第4回:平衡解と平衡分布
第5回:境界条件
第6回:無次元化方程式、平均自由行程、相似則
第7回:軽度に希薄な気体の概要、ヒルベルト展開の方法
第8回:衝突積分に関連する線形積分方程式の性質
第9回:流体力学的方程式系
第10回:運動論的境界層
第11回:流体力学的方程式系の境界条件
第12回:クエット流、ポワズイユ流
第13回:温度場による流れ
第14回:球を過ぎる流れと球の抵抗
第15回:総括とレポート解説
Evaluation Methods and Policy 到達目標の達成度をレポート試験により評価する。詳細は授業中に指示する。
Course Requirements None
Study outside of Class (preparation and review) 予習復習が必須であり、特に講義中の式は各自で十分確認しておくことが必要である。
References, etc. 分子気体力学, 曽根良夫・青木一生, (朝倉書店)
Kinetic Theory and Fluid Dynamics, Yoshio Sone, (Birkhauser)
Molecular Gas Dynamics: Theory, Techniques, and Applications, Yoshio Sone, (Birkhauser)
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