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教員名 : 倉賀野 連
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科目授業名称(和文) Name of the subject/class (in Japanese)
流体力学
科目授業名称(英文) Name of the subject/class (in English)
Fluid Mechanics
授業コード Class code
991551V
科目番号 Course number
15PHZZZ308
教員名
倉賀野 連
Instructor
Tsurane Kuragano
開講年度学期
2026年度後期
Year
2026年度
Semester
②Second semester
曜日時限
水曜3限
Class hours
Wednesday 3rd Period
開講学科・専攻 Department
理学部第一部 応用物理学科
Department of Applied Physics, Faculty of Science Division Ⅰ 単位数 Course credit
2.00単位
授業の方法 Teaching method
講義
Lecture 外国語のみの科目(使用言語) Course in only foreign languages (languages)
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授業の主な実施形態 Main class format
① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class
概要 Description
流体力学は,流体の運動を理論的に理解するため,古くから発展してきた基礎的な学問である.近年は計算機の発達により,流体力学の基本方程式を数値的に解くことで,流体に関わる複雑な現象を解明することも可能になってきている.このようなことから,研究分野のみならず様々な実用分野で,流体力学の知識を必要とされることが多くなっている.本科目では,流体の運動を表す基礎方程式を学び,様々な条件のもとにどのような流れが生じるかを学ぶ.
目的 Objectives
本学科のディプロマポリシーに定める「物理学及びその応用分野を含めた科学についての十分な基礎学力と高度な専門的知識」の修得に対応する科目である.
具体的には,流体の運動を科学的に理解するための基礎的な知識,及びその知識を応用するための論理的思考力,洞察力の涵養を図ることである. 到達目標 Outcomes
・流体の物理的・力学的特徴を理解し,流体の運動を表すための基本方程式を導出できる.
・基本方程式から流体に関する重要な定理(ベルヌーイの定理,ヘルムホルツの渦定理,レイノルズの相似法則など)を導くことができる. ・基本方程式及び重要な定理を用いて,流体の様々な特徴や流体の複雑な運動や物体が流体から受ける力を理論的に説明できる. 卒業認定・学位授与の方針との関係(学部科目のみ)
リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます(学部対象)。
履修登録の際に参照ください。 You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments). https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/ 履修上の注意 Course notes prerequisites
ベクトル解析,複素関数解析,微積分などの数学的な知識を応用しながら議論を進めていくことになる.
アクティブ・ラーニング科目 Teaching type(Active Learning)
小テストの実施 Quiz type test
理解の進捗を確認するため第6回,11回,15回に小テストを行う.授業への取り組み状況を確認するためペーパーの作成・提出を求める.(9/7 小テストに関して変更)
準備学習・復習 Preparation and review
準備学習:教科書の当該箇所を確認し,不明な点は事前に質問されたい.
復習:小テストやペーパーへのコメントをよく確認すること.スライド資料に添付する演習問題に取り組んで,理解できるまで十分時間をかけて復習すること.解答案を提出いただければ,添削して返却する. 成績評価方法 Performance grading policy
小テスト50%,議論への積極的な参加50%(ペーパーや質疑応答などで確認)により総合的に評価する.(9/7 評価比率の変更)
[フィードバックの方法] 小テストは採点後,ペーパーは確認添削後,それぞれLETUSから返却する. 学修成果の評価 Evaluation of academic achievement
・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 教科書 Textbooks/Readings
教科書の使用有無(有=Y , 無=N) Textbook used(Y for yes, N for no)
Y
書誌情報 Bibliographic information
物理テキストシリーズ「流体力学」 今井功著 岩波書店
MyKiTSのURL(教科書販売サイト) URL for MyKiTS(textbook sales site)
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/ 参考書・その他資料 Reference and other materials
講義で使用するスライド資料をLETUSに掲載する.
授業計画 Class plan
1.授業の進め方について説明,教科書第1章 流体力学の基礎方程式(§1, 2)【対面授業】
流体の運動を表すための基本要素と流れの表し方について学ぶ. 2.第1章 流体力学の基礎方程式(§3, 4)【対面授業】オイラーの連続方程式及び運動方程式を導出する.状態方程式を導出する. 3.第1章 流体力学の基礎方程式(§6, 8)【対面授業】方程式を解くために必要な境界条件の設定方法,流体運動を表すのに便利な流線について学ぶ 4.第1章 流体力学の基本方程式(§9)【対面授業】流体運動の重要な性質である渦度について学ぶ. 5.第1章 流体力学の基礎方程式(§10, 11, 12)【対面授業】流れの速さと圧力の関係を示すベルヌーイの定理について学ぶ. ラグランジュの渦定理について学ぶ 6.第2章 縮まない流体の渦なし運動(§13, 14, 16)【対面授業】速度ポテンシャルの導入と,それを用いた渦なし運動の解析を学ぶ.流れと循環について学ぶ. 7.第2章 縮まない流体の渦なし運動(§17)【対面授業】速度ポテンシャルを用いた運動エネルギーの導出について学ぶ. 8.第3章 2次元の渦なし運動(§18, 19)【対面授業】流れの関数と速度ポテンシャルを同時に表す複素速度ポテンシャルを用いて,2次元の渦なし運動の解析を学ぶ. 9.第3章 2次元の渦なし運動(§20)【対面授業】複素速度ポテンシャルを用いて円柱周りの流れについて考察する. 10.第3章 2次元の渦なし運動(§21)+第5章 渦運動(§27)【対面授業】ジューコフスキー変換による翼周りの流れを考える.ヘルムホルツの渦定理により渦を定量的に評価する. 11.第5章 渦運動(§29, 30)【対面授業】湧き出しと渦分布を考える.複数の渦糸が互いに影響を及ぼし合う2次元の渦運動を考える. 12.第6章 水の波:(§31-32, 34)【対面授業】これまでの学習の応用として,液体の自由表面に発生する波に伴う流体の運動を解く.海で起こるうねりに相当する「短い波」と津波に相当する「長い波」との違いを理解する. 13.第8章 粘性流体の運動(§42, 44)【対面授業】粘性のある流体の運動方程式であるナヴィエ-ストークスの方程式を導く. 14.第8章 粘性流体の運動(§45, 46)【対面授業】ナヴィエ-ストークス方程式からレイノルズの相似法則を導き,その応用を考える. 15.第8章 粘性流体の運動(§47, 48)【対面授業】粘性流体による球周りの流れ及び境界層での流れを考える. 担当教員の実務経験とそれを活かした教育内容 Work experience of the instructor
国内研究機関の研究員(気候学・海洋学関係)における勤務経験を活かし,流体力学の講義を行う.
教育用ソフトウェア Educational software
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備考 Remarks
理解できない内容があるときは、授業中あるいは授業後においても自由に質問すること.メールによる質問も受け付ける.
授業でのBYOD PCの利用有無 Whether or not students may use BYOD PCs in class
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授業での仮想PCの利用有無 Whether or not students may use a virtual PC in class
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