工学

Intermediate Fluid Mechanics

James Liburdy

英語原題: Intermediate Fluid Mechanics

ポテンシャル流と粘性流の解析から境界層・空気力へ進む無料の流体力学教科書。入門履修後の第二の授業に向く。

前提知識

最初の流体力学、ベクトル解析、微分方程式の知識が必要。検査体積の収支、流線、渦度、Navier–Stokes方程式の意味を復習しておきたい。

出版年
2021
難易度レベル
中級
学術レベル
学部
fluid mechanicspotential flowboundary layersopen textbook

01 / 読書ガイド

読書ガイド

流体力学:運動量をベクトルで収支する

三つの流体教材を比較し、曲がり管と分岐流の独自問題を解く。ゲージ圧、運動量流束、管への反作用を成分ごとに区別する。

学習順路・例題の編集責任:University Reading List編集プロジェクト。

対象読者

流体力学の入門後に外部流れの解析モデルを学ぶ学部上級生向け。大学院初期の復習にも使える。保存則を理解したうえで、理想化した流れの計算が実際の力をどこまで予測できるか考えるのに適している。

前提知識

最初の流体力学、ベクトル解析、微分方程式の知識が必要。検査体積の収支、流線、渦度、Navier–Stokes方程式の意味を復習しておきたい。

扱う内容

ポテンシャル流と中級の粘性流解析から境界層・乱流の概念へ進む。同じ流れを異なるモデルで比較し、非粘性近似の限界を確かめられる。専門分野を網羅する参考書ではなく、第二の授業のための構成である。

使い方

導出の隣に流れの形を描き、省略した項とその尺度の根拠を記す。ポテンシャル流の予測を粘性の影響と比較し、境界層近似が結果をどう変えるか追う。厳密解は微分方程式と境界条件を分けて確認する。

版と読書の進め方

Oregon State 版は2021年の第2課程教材で CC BY-NC-SA 4.0。出版社は現在アーカイブ、更新予定なしと表示している。最初の流体科目の後に読み、検査体積、流線、渦度、初歩の Navier–Stokes を準備する。Mathematical Tools で記法を整え、Bernoulli Equation から理想流へ進もう。定常的な蓄積と空間的な運動量変化を区別し、粘性流と比較する際も理想流の仮定を保つ。公式の無料読書経路は残るが、現在の開講科目を示すものではない。

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