流体力学Ⅱ / Fluid Mechanics II

単位数: 2. 担当教員: 伊賀 由佳. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-MEE323J.

主要授業科目/Essential Subjects

○

授業の目的・概要及び達成方法等

１．目的
理想流体および粘性流体に関する流体力学の数理的な側面の理解を深める．

２．概要
理想流体では，ポテンシャル流れや渦の運動を，複素関数を用いて解析する．また，粘性流体では，基礎方程式の厳密解や境界層方程式の解法を調べる．乱流についても言及する．

３．達成目標等
流体力学の基礎方程式の数理的な取扱いを習熟する．
粘性流体の流動現象の特徴と，その数学的な記述を理解する．

４．本講義にはGoogleClassroomを利用　（クラスコード：hv3gaxz）．本講義は対面で実施し，並列3クラス合同で機械第1講義室にて実施する．

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

1.Object of subject
To obtain knowledge of mathematical aspects of fluid mechanics for ideal and viscous fluids.

2.Summary of subject
For ideal fluids, potential flows and vortex motions will be analyzed by complex functions. For viscous fluids, the exact solutions of basic equations and the boundary layer equations will be examined. The characteristics of turbulent flows will also be explained.

3.Goal of study
Students should understand mathematical aspects of basic equations in fluid mechanics.
Students should understand characteristic features and mathematical expressions of viscous fluid motions.

4.GoogleClassroom is used （Class code: hv3gaxz）. This class is held face to face gathering three parallel classes at once in Lecture room No.1.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

流体力学Iの履修は必須である．
流動現象が数式でどのように表現されるか理解に務めること．

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

Knowledge presented in Fluid Mechanics I is necessary.
Students should attempt to understand how flow phenomena are expressed in mathematical form.

授業計画

1．連続方程式と運動方程式(1):NS方程式
2．連続方程式と運動方程式(2):NS方程式とEuler方程式
3．粘性流体(1):NS方程式の厳密解
4．粘性流体(2):NS方程式の厳密解
5．粘性流体(3):境界層方程式
6．粘性流体(4):境界層方程式
7．理想流体(1):循環，ストークスの定理，速度ポテンシャル
8．理想流体(2):流れ関数，複素速度ポテンシャル
9．理想流体(3):ポテンシャル流れ
10．理想流体(4):ポテンシャル流れ
11．理想流体(5):渦の運動
12．理想流体(6):渦の運動
13．粘性流体(5):層流および乱流
14．粘性流体(6):乱流
15．まとめおよび試験

授業計画(Ｅ）

1. Continuity equation and momentum equations 1: Navier-Stokes equations
2. Continuity equation and momentum equations 2: Navier-Stokes equations and Euler equations
3. Viscous fluid 1: Exact solutions of Navier-Stokes equations
4. Viscous fluid 2: Exact solutions of Navier-Stokes equations
5. Viscous fluid 3: Boundary layer equations
6. Viscous fluid 4: Boundary layer equations
7. Ideal fluid 1: Circulation, Stokes' theorem, Velocity potential
8. Ideal fluid 2: Stream function, Complex velocity potential
9. Ideal fluid 3: Potential flows
10. Ideal fluid 4: Potential flows
11. Ideal fluid 5: Vortex motions
12. Ideal fluid 6: Vortex motions
13. Viscous fluid 5: Laminar flow and turbulent flow
14. Viscous fluid 6: Turbulent flows
15. Summary and Examination

授業時間外学習

授業内容を復習すること

授業時間外学習（Ｅ）

Students should review the things that they have learned in class

成績評価方法及び基準

成績は，出席状況も考慮したレポート等を30％，試験を70％として総合的に評価する．再試験は実施しない．

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Evaluation is based on the examination (70%), together with short exams during the classes or homework (30%). A re-examination will not be conducted.

教科書および参考書

オフィスアワー

随時．但し事前にアポイントメントをとること．授業に関連する内容とすること．

オフィスアワー（Ｅ）

Any time, but it is necessary to get an appointment before your visit. Questions should be related to the class.