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液体と気体は容易に形を変えるという性質を持ち、"流れる"という共通の運動の形態を示す。液体と気体を一括して流体と呼び、その運動を調べる学問が流体力学である。この授業は流体力学を初めて学ぶ人が対象である。基礎的な事柄を学び、流体力学の基本的な概念や用語を身に着けることが目的となる。
"Fluid Dynamics" is the study for the motion of the fluid, as liquids and gases. The purpose of this course is to learn the fundamentals of fluid dynamics.
液体と気体は容易に形を変えるという性質を持ち、"流れる"という共通の運動の形態を示す。液体と気体を一括して流体と呼び、その運動を調べる学問が流体力学である。演習では、流体力学と関係の深い物理数学的問題や理想化された条件下での流体の運動に関する問題等を解く。問題を解くことによって、流体力学に慣れることが演習の目的である。
The purpose of this course is to learn the fluid dynamics fundamentals, through solving the prepared problems.
流体力学の手法は、宇宙における天体現象の研究で広く用いられている。この宇宙の流体力学の特徴として、非一様な外場や自己重力の影響を受けること、超音速の流れであり圧縮性があること、衝撃波などの非線形性が顕著であること、非定常な膨張・圧縮の流体運動が多いことなどがあり、地上では見られない現象が一般的である。本講義では、この宇宙流体力学の基本的な事項を学ぶ。
Fluid dynamics is involved in a very wide range of astrophysical phenomena. Fluid dynamics in astrophysics has several characteristics that hardly appear in flows on the earth: (1)Fluid is accelerated by non-constant external fields (e.g., gravitational and magnetic fields). (2)Flows are often super-sonic and highly compressive. (3)Strongly non-linear flows such as shock waves are often seen. This lecture deals with fundamentals of astrophysical fluid dynamics.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
本講義ではGoogle Classroomを使用して講義情報を発信します（クラスコード： nwihw6n）。
１．目的
先進核分裂炉、核融合炉、粒子加速器などの量子エネルギーシステムにおける熱設計の基礎となる伝熱学・流体力学およびそれらの応用としての数値解析手法を学ぶことを目的とする。
２．概要
伝熱学については、伝熱の基本形態である伝導・対流について、物理現象の定式化と解法を交えて学ぶ。流体力学については、理想流体の複素解析、粘性流体の運動・境界層について学ぶ。また、両者に共通する次元解析および現象を支配する無次元数について学ぶ。また、テンソル解析の基礎を理解し、粘性による応力とひずみ速度の関係を学び、ナビアストークスの式を導出する。
３．到達目標
伝熱学の基礎を理解すること、および支配方程式の導出過程・取扱いを習熟すること
流体力学の基礎方程式の数理的な取扱いを習熟し、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こと
次元解析による無次元相関式の導出法を理解すること
テンソル解析の基礎を理解し、ナビアストークスの方程式の各項の意味を理解すること
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
In this class, lecture information will be sent via Google Classroom (class code: nwihw6n).
1. Objectives
The purpose of this class is to provide students with an understanding of heat transfer science and fluid dynamics, which are the basis of the design of thermal engineering system such as advanced nuclear fission reactors, nuclear fusion reactors and particle accelerators, and of numerical analysis method as their applications.
2. Outline
In this class, students will learn how to formulate and solve the physical phenomena of heat conduction, convection, which are the basic mechanism of heat transfer, as regards heat transfer science. Regarding fluid mechanics, students will learn complex analysis of ideal fluid and motion of viscous fluid including boundary layer, as well as dimensionless numbers that govern the phenomena. In addition, students will understand the basics of tensor analysis, learn the relationship between viscous stress and strain rate, and derive the Navier-Stokes equation.
3. Goal
To understand the fundamentals of heat transfer and to acquire the academic skills to derive and handle the governing equations.
To understand mathematical aspects of basic equations in fluid mechanics, and characteristic features and mathematical expressions of viscous fluid motions.
To understand the way to derive relationships among dimensionless numbers through the dimension analysis
To understand the basics of tensor analysis and understand the meaning of each term in the Navier-Stokes equation.
本講義にはGoogle Classroomを利用する（クラスコード：rqgjuks）．
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．
This class uses Google Classroom (class code: rqgjuks).
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.
Google Classroomのクラスコード（6klzk7a）は工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
【本講義にはGoogleClassroomを利用 （クラスコード： kbsuftc）】
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．
[Use Google Classroom for this lecture (class code: kbsuftc)]
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.
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．
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.
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.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
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．
本講義は，Google Classroomを利用する場合がある．その場合のクラスコードは「tk6em6k」である．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
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.
This lecture will possibly use the Google Classroom. Then, the class code is "tk6em6k".
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
エンジニア・研究者の基礎知識として必要な流体運動の基礎知識，および流体力学を総合的かつ普遍的に把握する方法や考え方を学ぶ．
２．概要
流体の物理的性質，静水力学，圧力と速度の関係，流れが物体に及ぼす力，流体力学の数理的手法の基礎，管路内や物体まわりなどの実際の流れ現象，流れの工学的応用等，流体力学全般の基礎知識を学ぶ．
３．達成目標等
この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする．
・流体運動の基本的性質を理解し，流れの物理現象を説明することができる．
・流体運動の解析方法や計測の基礎を理解する．
・流れが工学的にどのように応用されているかを理解する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Class goals and outline
To learn fundamentals of fluid motion and phenomena and to understand how to calculate pressures and velocities in both static and flowing fluids, forces on submerged objects, and dimensionless numbers for the design of experiments.
2. Course outcomes
Learning fundamentals of fluid such as physical characteristics of fluids, fluid statics, pressure and velocity of fluids, continuity equation, equation of motion, viscous flow in pipes, forces on submerged objects, and fluid applications for engineering.
3. Learning attainment objectives
After this course, students will demonstrate the following outcomes:
- An understanding of fluid mechanics fundamentals and an ability to explain fluid phenomena using the Bernoulli equation, Momentum theorem, Euler’s equation, and dimensional analysis.
- An ability to calculate velocity profiles and forces on objects submerged in flows and an understanding of engineering applications of fluid.