流体力学

● 講義・演習の概要

 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します。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す。講義と演習では、流体力学の基礎的な音柄を学びます。粘性流体のナビエ・ストークスの式が出てくるあたりまでが対象です。

 開講は4セメ(10月~1月)の火曜日です。講義が14:40~16:10、演習が16:20~17:50です。宇宙地球物理学科の学生は必修科目です。物理学科の学生は選択科目です。選択科目であれば、講義だけ、あるいは、演習だけの履修も可能ですが、連携していますので、可能な限り講義と演習の両方を履修してください。

● 教科書・参考書

 教科書(演習書)を書いたので、基本的には、この本の内容にしたがって、授業と演習を進めます。

演習書

 

流体力学-「流れ」を方程式で表すとは

境田太樹著(フロー式物理演習シリーズ15, 共立出版, 2020)


  → フロー式物理演習シリーズのホームページ

  → 正誤表(2020年2月28日)

 参考書としては、次の2冊をあげます。これ以外の参考書は授業・演習の中で紹介します。

(1) 今井 功:流体力学(物理テキストシリーズ9,岩波書店,1970)

(2) 巽 友正:流体力学(新物理学シリーズ21,培風館,1982)

● 項目

1章 流体の運動を数式で表す

2章 オイラーとラグランジュの関係

3章 連続の式

4章 オイラーの運動方程式

5章 ナビエ・ストークスの式

6章 流線と流跡線

7章 渦度と循環

8章 ベルヌーイの定理

9章 非圧縮完全流体の渦なし流れ

10章 非圧縮完全流体の渦なし流れの応用

11章 水面波

12章 完全流体の渦運動

13章 非圧縮粘性流体の簡単な流れ