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講義概要/Course Information

2024/04/29 現在

科目基礎情報/General Information

授業科目名 /Course title (Japanese)	力学系現象特論
英文授業科目名 /Course title (English)	Advanced Theory of Dynamical Systems
科目番号 /Code
開講年度 /Academic year	2021年度	開講年次 /Year offered	全学年
開講学期 /Semester(s) offered	後学期	開講コース・課程 /Faculty offering the course	博士前期課程、博士後期課程
授業の方法 /Teaching method	講義	単位数 /Credits	2
科目区分 /Category	大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ
開講類・専攻 /Cluster/Department	機械知能システム学専攻
担当教員名 /Lecturer(s)	Matuttis Hans-Georg、守　裕也
居室 /Office	東4-719（宮嵜）、東4-721（Matuttis）
公開E-mail /e-mail	守裕也 <mamori@uec.ac.jp> Matuttis <hg@mce.uec.ac.jp>
授業関連Webページ /Course website	https://webclass.cdel.uec.ac.jp
更新日 /Last update	2021/03/17 10:19:19	更新状況 /Update status	公開中 /now open to public

講義情報/Course Description

主題および 達成目標（2,000文字以内） /Themes and goals（up to 2,000 letters）	主題および達成目標/Topic and goals 非線形力学系の特徴に親しむことを目的として、熱流体（守担当）については層流、遷移、そして乱流についての講義を、粒状体(Matuttis担当)については粉体力学、及びその非線形性と数値計算の原理の講義を行う。 The purpose of the lecture is to familiarize the students with the concepts of nonlinear dynamical systems. For the thermal fluid mechanics, lectures on laminar flow, transition, and turbulent flow are given. For granular mechanics, the basics of friction and numerical treatment of ordinary differential equations as well as the underlying principles of nonlinear systems are explained.
前もって履修 しておくべき科目（1,000文字以内） /Prerequisites（up to 1,000 letters）
前もって履修しておくこ とが望ましい科目（1,000文字以内） /Recommended prerequisites and preparation（up to 1,000 letters）
教科書等（1,000文字以内） /Course textbooks and materials（up to 1,000 letters）
授業内容と その進め方（2,000文字以内） /Course outline and weekly schedule（up to 2,000 letters）	授業内容とその進め方/Course outline and weekly schedule 授業の概要 オムニバス形式で、前半1～７回（守）で熱流体の力学現象、後半8～15回（Matuttis）で粒状体の力学現象の特徴を紹介する。 授業計画 （熱流体） 1. 概論、熱流体の方程式、層流 2. 力学系、線形安定性、乱流遷移 3. 壁乱流と乱流の秩序構造 4. 乱れエネルギー・レイノルズ応力の収支 5. 乱流と温度場 6. 乱流の数値計算 7. 乱流制御 （粒子法粒） 8. 常微分方程式と線形振動 9. 非線形現象 10. 摩擦の現象 11. 摩擦の模型化 12. 回転と回転運動 13. 計算科学の原理 14. 常微分方程式の数値解析 15. 粉体力学 The first half (Lecture 1-7, Mamori) is for the thermal fluid mechanics; the second half (Lecture 8-15, Matuttis) is for the mechanics for granular systems. Lesson plan (Thermal fluid mechanics) 1. Introduction, governing equations for thermal fluid mechanics, laminar flow 2. Dynamical systems, linear stability theory, transition to turbulence 3. Wall-turbulence, coherent structure 4. Turbulent kinetic energy (or Reynolds stress) budget 5. Temperature field in turbulence 6. Numerical simulation of turbulent flow 7. Control for turbulent flow (Mechanics for granular systems) 8. Ordinary differential equations and linear oscillations 9. Ordinary differential equations and nonlinearities 10. Phenomenology of Friction 11. Modeling of Friction 12. Rotation and angular motion 13. Principles of computational science 14. Numerical treatment of ordinary differential equations 15. Granular Systems
実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience
授業時間外の学習 （予習・復習等）（1,000文字以内） /Preparation and review outside class（up to 1,000 letters）
成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） （1,000文字以内） /Evaluation and grading （up to 1,000 letters）	成績評価方法および評価基準（最低達成基準を含む）/Evaluation and grading 熱流体現象（層流、遷移、乱流）および粒状体の力学現象をそれぞれ理解し、予想できるようになること。講義中の演習問題と期末レポートを総合的に判断して成績を評価する。 The students will understand thermal fluid behavior (laminar, transition, and turbulent flow) phenomena and granular mechanics. Evaluation (separate for the first and second half of the lecture) is based on judging the exercises in the lecture and the term-end report.
オフィスアワー： 授業相談（1,000文字以内） /Office hours（up to 1,000 letters）	オフィスアワー：授業相談/Office hours 木曜日2限（守）, 金曜日2限 (Matuttis) Thursday 2nd slot (Mamori), Friday 2nd slot (Matuttis)
学生へのメッセージ（1,000文字以内） /Message for students（up to 1,000 letters）
その他 /Others
キーワード /Keywords	キーワード/Keyword(s) 非線形力学系、乱流、カオス、摩擦、回転運動、粉体力学 Nonlinear dynamical system, turbulent flow, chaos, granular mechanics