流体工学特論２

Advanced Fluid Mechanics 2

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45ASFDT523

亀田　正治

Masaharu Kameda

2026年度後期

2026年度

②Second semester

木曜4限

4th period, Thursday

工学研究科　機械工学専攻

Department of Mechanical Engineering, Graduate School of Engineering

2.00単位

講義

Lecture

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⑧ [遠隔]オンライン授業（非同期）/ [Remote]Online (asynchronized remote)

混相流体力学の基礎，モード解析と最近の研究動向を学ぶ。
また、講義期間の中ほどで、受講生からの研究紹介の場を設け、双方向での議論を通じて、参加者の相互理解を深める。

混相流は、異なる２つ以上の相（気相，液相，固相）を同時に含む流れである。本講義では、主に、流体粒子（液滴，気泡）の運動を取り上げる。トピックスを通じて，流体力学で用いられる物理数学の演習にも取り組む。
モード解析は，複雑な流体現象の特徴を抽出する方法として、利用が活発化している。ここでは、回帰分析・主成分分析の基礎とそれらを用いた流体解析の応用例を示す。
最後に，教員が取り組んでいる最新の研究事例から、超音速エンジンインテーク周りの衝撃波自励振動現象（バズ）、遷音速翼周りの衝撃波自励振動現象（バフェット）、翼周りの空力騒音（狭帯域後縁騒音）などを取り上げ、現象の数理モデル化やモード解析の適用方法を紹介する。

初回と研究紹介は同期オンライン、その他の講義回は非同期オンラインで実施する。
非同期オンライン講義では、各回の講義内容の習熟のため、毎回小テストを実施する。

混相流体力学及びモード解析の基礎と最近の研究動向を学ぶ。特に、流体粒子（液滴，気泡）の運動、気液二相流の数理モデル、回帰分析・主成分分析の数学的基礎を詳しく取り上げ、トピックスを通じて、流体力学で用いられる物理数学の演習にも取り組む。
これに加えて、受講生からの研究紹介と、それに対する受講生同士の議論、教員からの助言の機会を設け、参加者間の相互理解を深める。

（１）講義で取り上げた数理モデルの導出過程とその物理的意味を理解する。
（２）自分の研究に関する学術的な議論に慣れる。

第1回目は同期オンラインにて開講します。開講時間に合わせて、LETUSに掲載した遠隔会議IDにアクセスして下さい。

プレゼンテーション　Presentation

学生による研究紹介とそれに関するディスカッションの機会を設ける。

講義時に配布した資料にもとづく小テストに取り組むことで、講義内容の定着を図る。
学生による研究紹介に向けたレポート課題や発表資料の作成を通じて、各自の取り組み内容を簡潔明瞭にまとめる力をつける。

講義時の小テスト（５点満点×１２回＝６０点）、レポート課題（１０点満点×２回）、学生からの研究紹介（１０点×１回）の合計点が６０点以上のものを合格とする。受講時の積極性（研究紹介におけるディスカッション）に応じて１０点以内で加点を行う。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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ハンドアウト配布

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

・日本流体力学会（編）「混相流体の力学」（朝倉書店）
・Landau, L.D. and Lifshitz, E.M., Fluid Mechanics (2nd ed) (Butterworth-Heinemann)
（訳書：ランダウ・リフシッツ（竹内均訳）「流体力学1」（東京図書））
・加藤洋治（編著）「新版　キャビテーション（基礎と最近の進歩）」（槇書店）
・Brennen, C.E., Cavitation and Bubble Dynamics (Oxford University Press)
・Leighton, T.G., The Acoustic Bubble (Academic Press)

1 　　イントロダクション 　　講義で取り上げる話題についての紹介（同期オンライン）

2 　　粒子の並進運動（１）　粒子に働く流体力，レイノルズ数の影響（非同期オンライン），小テストあり，レポート1課題提示

3 　　流体力学の基礎方程式（１） 　保存則（非同期オンライン），小テストあり

4 　　流体力学の基礎方程式（２）　Navier-Stokes方程式（１）粘性応力と固有直交分解（非同期オンライン），小テストあり

5 　　受講生による研究紹介（１），（２）（同期オンライン），学生同士のディスカッションあり，教員からのコメントあり

6 　　流体力学の基礎方程式（３） 　Navier-Stokes方程式（２）対流項・圧力項・粘性項（非同期オンライン），小テストあり

7 　　粒子の並進運動（２）　　Stokes流れ（１）Stokes近似，基礎方程式の座標変換（非同期オンライン），小テストあり

8 　　粒子の並進運動（３）　　Stokes流れ（２）定常Stokes流れの解（非同期オンライン），小テストあり

9 　　粒子の並進運動（４）　　Stokes流れ（２）定常抗力（非同期オンライン），小テストあり

10　　粒子の並進運動（５）　　球周りの非定常流れ，履歴力（非同期オンライン），小テストあり

11　　回帰分析・主成分分析（１） はじめに，回帰分析（RA）（非同期オンライン），小テストあり

12　　回帰分析・主成分分析（２） 主成分分析（PCA, POD）（非同期オンライン），小テストあり

13　　回帰分析・主成分分析（３） 特異値分解（SVD）（非同期オンライン），小テストあり

14　　最新研究動向（１） 航空機周辺における衝撃波自励振動現象など（非同期オンライン），小テストあり，レポート課題２提示

15　　最新研究動向（２）とまとめ 　　

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