科目名： 地球惑星物理学II演習
科目区分： 専門科目
授業形態： 講義・演習
単位数： １単位 選択／必修の別： 選択
担当教官： 吉田 茂生
開講時期： ４年前期 金曜２限
講義室： Ｅ５５３号室
目的およびねらい
地球科学者向けにアレンジした流体力学の
基礎的講義と演習。講義では、流体力学の基礎となる概念を解説し、
基礎方程式を導き、さらに地球惑星流体力学への入門を目指す。同時に、
自ら問題を解くことにより、講義での内容の理解を深め、応用力を培う。
履修条件あるいは関連科目等
力学、熱力学、物理数学（ベクトル解析、
偏微分）の基礎的知識をすでに学んでいることが望まれる。
地球惑星物理学大講座の進学者には準必修である。
授業内容
１．流体力学の基本概念と運動方程式
連続体近似、運動方程式、Lagrange 微分、応力、静水圧平衡
２．流れの幾何学と連続の式
流線、変形の幾何学、連続の式
３．粘性流体
歪み速度テンソル、粘性応力、ナビエ・ストークス方程式、
Couette 流、Poiseuille 流、Stokes 流
４．エネルギーとエントロピーの式
エネルギーの式、エントロピーの式、断熱温度勾配、ポテンシャル温度、
熱伝導方程式
５．Bernoulli の定理
Bernoulli 関数、エンタルピー、静的エネルギー
６．密度成層流体
パーセル法、安定性、線形安定性解析
教科書・参考書
流体力学の教科書はたくさん出版されているので、どれを参考にしていただいても良い。ただし、１冊で本講義を全部カバーできるものは存在しない。以下には、本講義で参考にしているもののうちのいくつかを挙げる。
１．今井功 「流体力学 前編」（物理学選書１４、裳華房）
２．ランダウ・リフシッツ 「流体力学１」（東京図書）
３．木村竜治 「地球流体力学入門」（気象学のプロムナード１３、東京堂出版）
４．de Groot & Mazur 「Non-equilibrium Thermodynamics」（Dover）
成績評価の方法： レポート（原則として毎回出題，翌週提出）、および出席
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