流体力学
流体を連続体として取り扱う

担 当 者 単 位 配当年次 開講期間 曜 日 時 限
高木 正平 講師 2 3〜4 第2学期 5

授業の目的・内容

流体力学とは、空気や水に代表される流体の多様なふるまいを統一的に記述する物理の体系である。この講義では、流体を連続体としてみなした力学の基本的な方程式から出発し、いくつかの代表的な対応例について述べる。航空科学研究や乱流に関する最新の応用研究も紹介したい。

授業計画

流体の基礎方程式1:ベクトル解析、質量保存則
流体の基礎方程式2:運動量保存則、オイラー方程式
速度場の空間変化:流体中の微小要素の運動と変形
ナヴィエ=ストークス方程式:流体の粘性の効果、レイノルズ数、相似則
渦度:渦度の定義と渦度方程式
完全流体1:ベルヌーイの定理
完全流体2:物体の周りの流れとそれに働く力
2次元渦無し流:複素関数論との関連
等角写像:翼に働く揚力
10 自然界の流れの現象について
11 航空科学研究の2、3の話題

授業方法

授業中に毎回簡単な練習問題を解いて理解を深める。

成績評価の方法

第2学期(学年末試験)
宿題と最終試験で評価する。

参考文献

谷 一郎流れ学(第3版)岩波書店
今井 功流体力学(前編)裳華房