2023年度 流体力学I (SE) のページ

対象学部・学科・学年

理学部・地球圏科学科・3年生

第1回目（FUプラスアップ授業）

授業の進め方, 諸注意

コメント

• 新型コロナウィルスの感染拡大を防止する, 自身の健康を維持するだけでなく, 勉学にもお互い頑張りましょう.

教科書

• せっかく大学生になり専門的な学問を勉強しているので, ネットで調べる, コピーで済ませる, ではなく手元に一冊購入して常に参照できるようにしておきましょう.
• 私が大学3年生後期に受講した授業（連続体力学：前期は弾性体力学，後期は流体力学が対象）では「弾性体と流体」（恒藤俊彦 著, 岩波書店）が教科書でした．この教科書は, 物理入門コースというシリーズの一冊で, 他に力学, 熱統計力学, 電磁気学, 量子力学, 相対性理論, 物理のための数学, といった本も出版されています．「物理のための数学」は, 前職での講義で教科書として使用していました.
• その他, 「 連続体の力学」（巽 友正 著, 岩波書店）という本もあります. 上記の本と大体同レベルの本です.
• 実際に手に取って眺めてみて, 自分に合う本を探して購入しましょう.
• シラバスでは上記の連続体の力学を教科書として指定しました.
• 本授業では, 自作の講義ノートも配布する予定です. 他大学で行った流体力学の授業の講義ノートはここにあります.

実際の授業では

復習について

• 教科書, 講義の録画, 授業中の板書などを参考に, 数式, 途中の計算をノートに書いて確かめてみましょう. 聞いているだけでは理解はできません. 実際に自分で手を動かして初めて理解ができます.
• 友達と互いに教えあいながら，議論しながら勉強するは非常に良い勉強法の一つです. 他人に教えるのは自分の理解につながります. 友人から教わる場合には, 友人の解説を鵜呑みにするのではなく, 批判的態度で聞くように心がけましょう.
• 演習問題の解答は自分で責任をもって解答しましょう. 他人の解答を, 漫然と写す, ただ写すだけの作業にならないように注意してください.
• 例年, 誤った解答を写している人が極めて多いです. 誤った解答が, なぜか流布される傾向にあります. デマが社会の中で拡散されやすことの縮図です. 誤った解答を写しても何の勉強にも自己研鑽にもなりません.

質問のある方は

• 遠慮なく岩山までメールで連絡をください. (メールアドレスは講義ノートに掲載しています.)

第2回目（4月11日）

• 講義資料：（表紙, 第1-5章）
• 講義全体の概要, 流体力学の基本法則と基礎方程式との関係, 対応について簡単に紹介しました.
• 第2章に入り, 2.2までを話しました．連続体とは何か, について話をしました．

第3回目（4月18日）

• 講義資料は配布済みです.
• 流体力学の基礎方程式の一つ, 連続の式の導出を行っている途中です.
• 質量保存則を述べ, それを具体的に数式で書き表しました. (2.11)式の導出まで話をしました.

第4回目（4月25日）

• 講義資料は配布済みです.
• 前回に引き続き, 流体力学の基礎方程式の一つ, 連続の式の導出を解説をしました.

第5回目（5月2日）

• 講義資料は配布済みです.
• 第2章の連続の式の章が終わったので, 演習問題を解きました.

第6回目（5月9日）

• 講義資料は配布済みです.
• 第3章の運動方程式の章に入りました.

第7回目（5月16日）

• 講義資料は配布済みです.
• 運動方程式を導出しました. ただし, 力についてはまだ流体に特有の力として表現が不十分ですが.

第8回目（5月23日）

• 講義資料は配布済みです.
• 第4章の流体に働く力，応力，圧力傾度力，について解説しました.

第9回目（5月30日）

• 講義資料は配布済みです.
• 第5章のEuler的記述，Lagrange的記述について解説しました.

第10回目（6月6日）

• 講義資料は配布済みです.
• 第5章5.6節の移流, 5.7節Lagrange微分を使った連続の式, 運動方程式の表現について解説しました.

第11回目（6月13日）

• 第6章講義資料
• 第6章流体力学の基礎方程式の応用として, 大気の鉛直構造の話をしました.
• 等温大気の場合, 気圧は高さと共に指数関数的に減少することを導き, 観測結果と比べました. 一様な温度減率を持つ大気の場合の気圧の高度変化は次週に計算します. 試しに自分で計算してみてください.

第12回目（6月20日）

• 講義ノートは配布済みです
• 一様な温度減率を持つ大気の場合の, 気圧の高さ依存性を求めました.
• さらにこの気圧の高さ依存性から, いくつかの考察を行ったり, 歴史の話をしました

第13回目（6月27日）

• 第7章講義資料
• 円筒形の容器内で, 円筒容器の中心軸を中心とした旋回運動をする一様密度の流体の運動を考察するために, 問題設定や円筒座標系の説明, 運動方程式・連続の式の変形を行いました.

第14回目（7月04日）

• 資料は配布済みです
• 前回に引き続いて, 円筒形の容器内で, 円筒容器の中心軸を中心とした旋回運動をする一様密度の流体の運動を考察しました. 流体が剛体回転するとき, 流体の界面の形は, 回転のほう方向に依存しないことを示しました.

第15回目（7月11日）

• この演習問題をやります. 予習をしておいてください.