読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる
スポンサーリンク

「流体力学」の講義ノートPDF。流れ学・連続体力学の基礎を学ぶオンライン教科書

講義ノート リンク集 物理学


物理学の重要な1分野,流体力学の講義ノートPDF。

水や空気などの流体に加え,オプションで連続体・弾性体の力学も学習できる。


独学用の資料を集めた。


流体力学では,ナビエ・ストークス方程式(NS方程式)の理解が
マイルストーンになる。

これは,流れを数値シミュレーションするときのモデルとなる
重要な微分方程式だ。

そして,この非線形項を追及すると,乱流が現れる。


微積分の「記号」を追うだけでは,流体力学は表面的な作業で終わってしまい役に立たない。

なので学習時には必ず,流れの「定性的」な性質や,具体的なシミュレーションに役立てる方法を意識するように。


※ベクトル場の解析は,ベクトル解析のノートで復習しよう。

※熱流体は「伝熱工学・熱工学」の講義ノートを参照。

流体力学の講義ノート

しっかり学べるPDF:

流 体 力 学 入 門
http://fluid.nuae.nagoya-u.ac.jp/lect...

  • 名古屋大,36ページ。流体力学の基礎。

 第1章 流体力学の基礎事項
 第2章 流れを支配する方程式
 第3章 定常1次元流
 第4章 ポテンシャル流
 第5章 等エントロピー流
 第6章 衝撃波


地球流体力学(2013年度)
http://www2.kobe-u.ac.jp/~iwayama/tea...

  • 神戸大。連続体の概念から丁寧に解説。地球科学への応用を念頭においているが,流体の一般的なテキストとして使える。
  • 引用:「地球(さらには惑星)上に存在する大気や海洋を一括して地球流体と呼び,これらの運動を考察する学問分野が地球流体力学(geophysical fluid dynamics)である。本講義では,密度成層や系の回転の効果を考慮しない流体力学の基礎から解説する」

 第1章 序論
 第2章 運動学と構成方程式
 第3章 流体力学の基礎方程式
 第4章 状態方程式
 第5章 流体力学の基礎方程式の応用(1):静力学平衡
 第6章 流体力学の基礎方程式の応用(2):音波
 第7章 流体力学の基礎方程式の応用(3):浅水系
 第8章 成層流体の特性
 第9章 渦


流れの科学−科目のページ
http://www.oit.ac.jp/civil/~coast/nag...

  • 大阪工業大。都市工学で,水理学とあわせて学ぶ授業のノート。

 第1章 流れの基本的知識
 第2章 質量保存則
 第3章 流体力学における鉛直方向の運動量保存則
 第4章 ラグランジュ法を利用した運動方程式の誘導
 第5章 質量保存則(連続式)の応用
 第6章 境界条件
 第7章 粘性流体の力学−その1
 第8章 粘性流体の力学−レイノルズ方程式



流体だけでなく,「連続体」のノート:

連続体力学 講義ノート ― KYOTO-U OPEN COURSEWARE
http://ocw.kyoto-u.ac.jp/ja/01-facult...

  • 京大のテキスト。流体だけでなく連続体の全般的な話であり,ソリトンなどの突っ込んだ話も扱う。

 第1回 連続体力学とは何か、連続体の適用範囲、力学的分類、ラグランジェ的記述とオイラー的記述
 第2回 質量の保存、体積力と面積力、運動量の保存1
 第3回 運動量の保存2(運動方程式)、エネルギーの連続の式
 第4回 ストレステンソルの導入、テンソルの対称性、歪みテンソルと歪み速度テンソル
 第5回 フック弾性体とニュートン流体のストレステンソル、応力仕事率、弾性率と粘性率
 第6回 弾性体の釣り合いの式、平面境界と弾性体の釣り合い
 第7回 接触における集中力に対する特解、固体接触とヘルツ理論
 第8回 等方媒質の弾性波、表面波
 第9回 1次元非線形格子とソリトン、KdV方程式の解法(広田の方法、1ソリトン、2ソリトン)
 第10回 流体方程式における状態方程式と境界条件、流線、流管、渦管
 第11回 完全流体の一般論とベルヌーイの定理、渦の諸定理
 第12回 渦とビオ・サバール則、2次元渦糸系と保存量
 第13回 2個の渦糸の運動、単純渦列の安定性、カルマン渦列とその安定性


講義 「変形体の力学」 三尾
http://www.g-munu.t.u-tokyo.ac.jp/mio...

  • 東大。ページのレイアウトが2段になっている。

 1 連続体
 2 弾性体
 3 流体



地球科学・環境科学向けの流体力学:

環境流体力学 吉崎正憲研究室(総観気象学)へようこそ!
http://es.ris.ac.jp/~yoshizaki/

  • 立正大学の講義資料スライド。

 流体とはなにか?
 講義で用いる物理・数学の復習
 流体の運動方程式の導出
 波動・・・音波・表面波・重力波
 対流現象
 カオス
 回転流体の室内実験
 地衡風・温度風・傾圧不安定波・ロスビー波
 流れのシア不安定
 海洋


熱流体力学コーナー
http://www.ob3.aitai.ne.jp/~kinosita/...

  • ごくふつうの流体力学の教科書。ときどき熱力学や熱伝導の話を含む。
  • 引用:「熱流体力学の基本的な考え方を中心として、その本質を十分に理解できるように、取り上げる事項を絞り丁寧に解説しています。高専、短大、大学生、社会人の初心者向けに作成しました。」

 第1章 熱流体の物理的な性質
 第2章 熱と流れの基礎
 第3章 静止流体力学
 第4章 熱力学の基礎とその応用
 第5章 流体の連続の式とベルヌーイの式
 第6章 流体の運動方程式の記述
 第7章 理想流体の流れと運動量の法則
 第8章 粘性流体における管内流れの特徴
 第9章 境界層と物体まわりの流れ
 第10章 熱の移動に関するエネルギ基礎方程式
 第11章 熱流体力学における数値解析の紹介
 第12章 2次元乱流多噴流列の数値解析の紹介
 


Webページとして閲覧できるノート:

学部講義「基礎流体解析」講義ノートおよび補講
http://202.253.248.12/gijutu/flow/homepage3.nifty.com/junMatsui/Lecture/bfa/index.html

  • 横浜国立大。非圧縮流れの基礎について。理系の高校生3年生くらいの人が理解ができるようになっている。

 第1章 流れを律するもの
 第2章 単位について
 第3章 流れを解きあかす
 第4章 境界層
 第5章 数値流体力学の基礎


伊東の流体工学 fl_home fluid mechanics and engineering
http://chemeng.in.coocan.jp/fl/fl_hom...

  • 東工大。化学工学向けの資料。

 流体の性質       管内流れの 速度分布
 流体の静力学      管内流れの圧力損失
 流体のエネルギー保存則 流体中の粒子の運動
 流体の運動量の法則   粒子層内の流れ
 流体の運動方程式    流量測定
 境界層方程式      ポンプと流体輸送
 次元解析と無次元数   数値流体工学入門



関連する記事:

偏微分方程式の講義ノートPDF。解き方や分類の基礎を学ぶ入門用の参考書
http://language-and-engineering.hatenablog.jp/entry/20140608/PartialDifferent...


熱力学・統計力学・統計物理学の講義ノート (PDFやオンライン教科書。化学熱力学を含む)
http://language-and-engineering.hatenablog.jp/entry/20140504/ThermoDynamicsSt...


複素解析・複素関数論の講義ノートPDF。演習問題と解答つきのオンライン教科書
http://language-and-engineering.hatenablog.jp/entry/20140603/ComplexAnalysisP...


「光学」の講義ノートPDF。基礎から量子光学・光物性・レーザーの教科書
http://language-and-engineering.hatenablog.jp/entry/20140602/OpticsPhysicsPDF...