単位数: 2. 担当教員: 茂田 正哉. 開講年度: 2024. 開講言語: English.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
本授業の目的は，空力応用や材料プロセスといった産業分野にみられる複雑な流体運動の本質を見抜き，予測できる直観力，そしてその制御法を設計するための基盤知識も会得することである。流体力学の定理や支配方程式といった数学的記述のみならず，実験研究による可視化画像や観察動画，および理論に裏付けられたシミュレーションによるコンピュータグラフィックスアニメーションを用いて，流体の自然な振舞いを理解し，その物理に対する洞察力を磨くことで，目的の達成に臨む。また，身近な流体にとどまらず，雷に代表されるプラズマ流体（超高温の電離気体）の特性について学ぶことで自然界への見識を広げ，それらの応用技術の知識も得ることによって新しい流体工学が果たす社会貢献についての理解を深める。これらの一連の内容を英語で聴き，議論しながら課題に取り組む経験を通して，国際舞台で活動するためのコミュニケーション能力の研鑽も兼ねた土台形成も図る。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
The purposes are for students to develop the intuition to understand the nature of flow and predict the complex fluid motions, which appear in various industries such as aerodynamic applications and material processes, and also to acquire the basic knowledge to design the control methods. Through studying Fluid Dynamics with not only the mathematical descriptions of theorems and governing equations but also visualized images and observation videos in experiments and computer graphic animations of simulations based on theories, students improve their abilities to discuss the natural behavior of fluid and develop their insights into physics of fluid for achieving those purposes. By learning not only about normal fluids but also about plasma fluids (very high-temperature ionized gases), such as lightning, students will broaden the insight into the nature and deepen the understanding of the contributions that new fluid mechanics can make to society by acquiring knowledge of their applied technologies. Simultaneously, this course aims to polish communication skills and to build the foundations for students to play important roles on the global stage through their experiences of listening to the lectures and having discussions to solve the problems in English.
学部レベルの応用数学の知識を有していることが望ましい。
The knowledge of Applied Mathematics at the undergraduate level is desirable.
第1・2回 流れと渦の定性的理解（カルマン渦列，流体音，翼端渦など）
第3・4回 マッハ数・圧縮性・非圧縮性，粘性法則と熱物質拡散現象の類似性, 境界層
第5・6回 ベルヌーイの定理とその飛行速度計測等への応用
第7・8回 流体力の発生メカニズム（空気抵抗とは何か？）, ドラッグクライシス
第9・10回 中間課題
第11・12回 レイノルズ数, ストローハル数とカルマン渦列, 流れの相似則
第13・14回 ナビエ・ストークス方程式, 波動方程式と音波，
プラズマ流体（超高温の電離気体）の特性と応用
第15回 期末課題
#1, 2: Qualitative understanding of flows and eddy (Kármán's vortex street, Fluid dynamic noise, Wingtip vortex)
#3, 4: Mach number/Incompressibility/Compressibility, Analogy with laws of viscosity and heat and mass diffusion phenomena, Boundary layer
#5, 6: Bernoulli's theorem and its application to flight speed measurement
#7, 8: Generation mechanism of aerodynamic force (What is air drag?), Drag crisis
#9, 10: Midterm work
#11, 12: Reynolds number, Strouhal number and Kármán's vortex street, Laws of similarity
#13, 14: Navier-Stokes equation, Wave equation and acoustic wave, Characteristics and applications of plasma fluid (very high-temperature ionized gas)
#15: Final work
到達目標や授業内容に応じた準備学習や課題への取組みが求められる。
Students are required to prepare for class and to address homework according to the goal and contents of each class.
出席，小テストおよび課題への取組みを合わせて総合的に評価する。
Evaluation is performed comprehensively based on attendance, quizzes and works.
https://www.youtube.com/watch?v=ow2FjuRduTU
講義の理解度の向上のために関連ＵＲＬの動画（日本語）を事前に視聴しておくことを推奨する。資料は講義時に配布する。
The video of the relevant URL [in Japanese] might help students better understand the lecture. Materials will be provided in the class.