2025年度 流体力学II (SE) のページ
対象学部・学科・学年
第1回目（FUプラスアップ授業）
授業の進め方, 諸注意
- 教科書
- シラバスでは教科書は指定していませんが, 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.
- 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.
- 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.
- 演習問題の解答はA4サイズのレポート用紙に書きましょう.
- 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.)
- FUポータルにBBSを用意してあります. それを通じてでも結構です.
第1回目（スタートアップ授業）
- FUポータルを通じてスタートアップ動画を視聴して, 前期の「流体力学I」の復習をしてください.
- 次回授業時に演習問題を解いてもらいます.
第2回目（9月24日）
- 資料はこちらです.
- 前期の流体力学に引き続く内容として, 音波を扱います. 音波について, 我々の既存の知識を整理し, 流体力学に基づいて音波を議論するための問題設定について話をしました.
- 授業の動画はここにあります.
第3回目（10月01日）
第4回目（10月8日）
- 前回の授業の引き続き, 問題設定に従って流体力学の基礎方程式を簡単化していきました. 特に, 線形近似を行い, 問題設定に従った方程式の変形は終了しました.
- 授業の動画はここ(part 1)とここ(part 2)にあります.
第5回目（10月15日）
- 前回導いた熱力学方程式を線形化しました.
- 導いた線形化された流体力学の基礎方程式を変形し，圧力場が波動方程式の形にかけることを示しました.
- 授業の動画はここ(part 1)とここ(part 2)にあります.
第6回目（10月22日）
- 前回の授業までで, 流体力学の基礎方程式をある問題設定の下で近似, 変形することにより, 圧力の揺らぎが波動方程式に従うことを示しました.
- 前回導いた波動方程式の位相速度の具体的な値を見積もったり, 摂氏温度の関数として表現して, それを音速の実験公式と比較しました.
- さらに密度の揺らぎも温度と同じ波動方程式に従うこと, 非圧縮条件を課すと圧力は波動方程式ではなく, ポアソン方程式に従う, すなわち波動方程式にはならないことを示しました.
- 授業の動画はここ(part 1)とここ(part 2)にあります.
第7回目（10月29日）
- 資料はこちらです.
- 波の基礎について話をしました. 波長，波数，位相速度などを説明しました.
- 授業の動画はここにあります.
第8回目（11月12日）
- 初期条件，境界条件を指定しない場合の波動方程式の解，ダランベール解の導出のその意味について解説しました.
- 授業の動画はここ（パート1）とここ（パート2）にあります.
第9回目（11月19日）
- 波動方程式のディリクレ問題を変数分離法を用いて解きました.
- 境界条件までは考慮し, 重ね合わせと初期条件については次回話をします.
- 授業の動画はここ（パート1）とここ（パート2）にあります.
第10回目（12月3日）
- 資料はこちらです.
- 流体力学の基礎方程式の応用として, 浅水方程式系の章に入りました.
- 問題設定, 運動方程式について話をしました.
- 授業の動画はここ（パート1）とここ（パート2）にあります.
第11回目（12月10日）
- 前回に引き続いて, 浅水系の基礎方程式の導出を行いました.
- 浅水方程式中に重力加速度と平均水深に関連した位相速度で伝播する波動（重力波）が存在すること示すために, 基礎方程式系の線形化を行いました.
- 授業の動画はここ（パート1）とここ（パート2）にあります.
第12回目（12月17日）
- 線形化された浅水方程式系から, 自由表面変位に関する方程式を導きそれが波動方程式であること, 波の位相速度は重力加速度と平均水深の積の平方根であることを述べました.
- 線形化された浅水方程式中にどのような波動解があるかを調べはじめました
- 授業の動画はここにあります.(休憩以降は動画を取り忘れました.)
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