「地球惑星物理学基礎V流体力学」各回の内容(2006年度)


内容
0-1シラバスの説明14/10
0-2心構え編―「地質調査」を終えて14/10
Part1流体力学の基本概念と運動方程式
1-1流体力学の役割14/10
1-2流体力学の体系と本講義の位置づけ14/10
1-3連続体力学とは?14/10
1-4流体(連続体)の記述(Lagrange流の表現とEuler流の表現)24/17
1-5流体力学の方程式の概観34/24
1-6流体力学の基礎方程式系の導出法34/24
1-7流体に固定した無限小体積を検査体積とした場合の運動方程式の導出24/17
1-8Lagrange微分(物質微分)34/24
1-9境界面の幾何学的境界条件-省略
1-10連続体における力34/24
1-11重力45/01
1-12応力45/01
1-12補足応力テンソルの成分の座標変換-省略
1-13運動方程式における力の表現45/01
1-14圧力45/01
1-15静水圧平衡55/08
1-16静水圧近似、もしくはアイソスタシー55/08
Part2流れの幾何学と連続の式
2-1線素のLagrange微分;速度勾配テンソル55/08
2-2面要素、体積要素のLagrange微分5,65/22
2-3流体に固定した無限小体積を検査体積とした場合の質量保存則の導出65/22
2-4ここまでのまとめと理想(完全)バロトロピック流体65/22
2-5内積のLagrange微分;変形速度(歪み速度)テンソル、回転テンソル65/22
2-6渦度と理想流体の渦度方程式、渦度保存則-省略 (部分的に5/22)
2-7流線、2次元非圧縮流れにおける流線関数65/22
2-8流線、流跡線、流脈線65/22
Part3粘性流体の基礎と簡単な流れ
3-1粘性応力75/29
3-2Navier-Stokes方程式86/05
3-3非圧縮性流体のNavier-Stokes方程式86/05
3-4境界条件86/05
3-5Reynolds数86/05
3-6一方向の定常流96/12
3-6-12枚の平行な板の間の流れ〜Couette流とPoiseuille流96/12
3-6-1'斜面を流れ下る定常な粘性流-レポート問題
3-6-2円管内のPoiseuille流96/12
3-6-3浸透流-省略
3-7球を過ぎる流れ(Stokesの流れ)106/19
3-7-1問題設定:球を過ぎる流れ106/19
3-7-2Stokesの流れ関数(Stokes's stream function)106/19
3-7-3Stokesの流れの導出106/19
3-7-4Stokes抵抗則106/19
3-7-5重力場中の運動106/19
3-7-6実験:水飴の粘性を測る106/19
Part4エネルギーとエントロピーの式
4-1エネルギーの式の位置付け116/26
4-2エネルギー保存則(熱力学第一法則)116/26
4-3力学的エネルギーの式116/26
4-4内部エネルギーの式116/26
4-5エントロピーの式116/26
4-6エントロピーの式と熱力学第二法則127/03
4-7エントロピーと温度圧力127/03
4-8断熱温度勾配127/03
4-9ポテンシャル温度-省略
4-10熱伝導方程式の導出127/03
4-11エンタルピーの式、ベルヌーイ関数の式-省略
4-12Joule-Thomson 効果-省略
4-13静的エネルギーとエントロピー-省略
Part5密度成層流体と熱対流
5-1密度成層の基本概念137/10
5-2パーセル法による安定性の判定137/10
5-3パーセルの運動方程式と浮力振動数137/10
5-4パーセルの運動方程式と流体の運動方程式(線型論)-省略
5-5ブシネスク (Boussinesq) 近似147/24
5-6ベナール (Bénard) 問題147/24
5-7熱対流の境界層理論147/24
5-8熱対流の線型定常解 (対流の発生条件)-省略