生物流体工学 / Biofluid Mechanics  

  石川 拓司  

  工  

   

   

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。

本講義では、生物の作り出す流れの機能を、流体力学的な観点から解説する。対象とする生物は、微生物、細胞、魚、鳥、人間など多岐に渡り、生体内外の流体力学環境が生体機能に及ぼす影響を講義する。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

In this lecture, we explain functions of biological flow in terms of fluid mechanics. We explain biological flow generated by microorganisms, cells, fish, birds and human, and discuss how fluid mechanics affects biological functions.

  医工流体力学  

  石川 拓司  

  医工  

   

  後期前半 水曜日 1講時 未設定 / 後期前半 水曜日 2講時 未設定  

本講義では、生物の作り出す流れの機能を、流体力学的な観点から解説する。対象とする生物は、微生物、細胞、魚、鳥、人間など多岐に渡り、生体内外の流体力学環境が生体機能に及ぼす影響を講義する。

  流体力学Ⅱ / Fluid Mechanics II  

  伊賀 由佳  

  工  

   

   

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.

  流体力学Ⅱ / Fluid Mechanics II  

  石本 淳  

  工  

   

   

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.

  流体力学Ⅱ / Fluid Mechanics II  

  廣田 真  

  工  

   

   

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".

  (IMAC-U) 流体力学Ⅱ / (IMAC-U)Fluid Mechanics II  

  船本 健一  

  工  

   

   

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.

  基盤流体力学 / Fluid Dynamics  

  茂田 正哉  

  工  

   

   

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.

  (IMAC-U)　流体力学Ⅰ / (IMAC-U)Fluid Mechanics I  

  佐藤 岳彦  

  工  

   

   

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.

  伝熱・流体の力学 / Heat Transfer and Mechanics of Fluid  

  及川 勝成  

  工  

   

   

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

もの作りの基本は材料に熱や力を加えて形や特性を制御することであり，材料内部の温度場や加えられた力と変形・流動の関係を知ることが重要である．本講では，工学全般に現れる伝熱現象およびその数学的取り扱いについて学ぶ．また，流体の運動について，工学的に有用な数学モデルを紹介し，対流問題などに対する応用について学ぶ．

２．概要

工学問題に現れる伝熱現象をマクロな立場からモデル化する手法ならびに基礎方程式の導出方法を学び，伝熱現象を定性的ならびに定量的に評価するための厳密解ならびに近似解法について，具体的な工学問題を例に解説する．また，対流熱伝達との関連を中心に，流体力学の基礎についても講義する．

３．達成目標等　　（この授業を通して以下の能力を修得することを目標とする）

・ 本学科の学習・教育目標のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｋに関する能力を含めて修得する．

・ 伝熱現象ならびにマクロな立場からの伝熱現象のモデル化手法を理解する．

・ 流体力学の基礎について理解する．

・ 伝熱・流れの問題に対する厳密解および近似解法について理解し応用できる能力を養う．

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. Objective

The basis of manufacturing is to control the shape and characteristics by applying heat and force to the row material, and it is important to know the temperature field inside the material and the relationship between the applied force and deformation / flow.

In this course, we focus on heat transfer phenomena appearing in engineering and their mathematical process. In addition, we introduce some mathematical models of fluid motion such as convection problems.

2. Outiline

Learn how to model heat transfer phenomena appearing in engineering problems from a macroscopic aspects and how to derive basic equations. Exact solutions and approximate solutions for qualitatively and quantitatively evaluating heat transfer phenomena in engineering are expound. In addition, learn the basics of fluid mechanics, focusing on convective heat transfer.

3. Outcomes

Understand heat transfer phenomena and modeling methods of heat transfer phenomena from a macroscopic aspect.

Understand the basics of fluid mechanics.

Develop the ability to understand and apply exact and approximate solutions to heat transfer and flow problems.

This course includes the our program outcomes of A, B, C, K

  数値流体力学 / Computational Fluid Dynamics  

  山本 悟  

  工  

   

   

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)

本講義は対面で実施する予定．

詳細は、Google Classroomの

クラスコード：25qh66o

に記載．

１． 目的

流体問題をコンピュータで数値シミュレーションすることを目的に、偏微分方程式の数値計算手法である差分解法について、その基礎と応用を講義する。

２． 概要

まず、偏微分方程式の基礎ならびに解析的解法について解説する。次いで、偏微分方程式を数値的に解く代表的手法としての差分解法の基礎を説明し、その応用として非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の差分解法についても触れる。

３．達成目標等

偏微分方程式の各型に応じた差分解法を習得し、実際に簡単な例題が解けるようになること。そして、非圧縮性ナビエ・ストークス方程式が、その応用で解くことができる点を理解する。

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)

The objective of this lecture is to understand numerical methods for solving partial differential equations (PDE) and incompressible Navier-Stokes equations (INSE).

This lecture first introduces the basis of PDE. Second, as typical numerical methods, the basis of finite-difference method (FDM),FDM for PDE, and FDM for INSE are covered.

Class Code: 25qh66o