工学部

授業科目名:
波動工学
(英語名): The Theory of Wave Mechanics
対象学年:
4年Aコース
開講学期:
前期
開講形態:
講義
担当教官: 渡辺 一実(WATANABE Kazumi)
単位数:
対象学科:機械システム工学科 区分:専門科目・選択 520205

授業概要

徹底して波動方程式の解き方とその解の意味を掴む方法を理解させる.

授業計画

第1週 波動とは何か:
    基本物理現象(拡散と波動の相違)と波動方程式の導出(弦、音、水波)
第2週 3次元波動方程式の導出(固体:P波、SV波、SH波)−−弾性基礎式から
第3週 波動方程式で支配される各現象間の対応 
第4週 1次元波動:波動方程式の解法
   (1)進行波の表現、(2)定常波の表現、(3)反射と透過:インピーダンス の定義
第5週 (4)波動エネルギーの定義
第6週 粘弾性体中での1次元波動の伝播
第7週 2次元波動の伝播:波動方程式の解法
   (1)進行波の表現、(2)定常波の表現、(3)解の意味−−−波面と波線
第8週 (4)2次元波動の屈折と反射(スネルの法則の誘導)、(5)波動エネルギーの 定義
第9週 積分変換法による波動方程式の解法と複素積分
第10週 点震源からの衝撃弾性波の放射
第11週 弾性表面波(Rayleigh Wave)
第12週 分散性波動の特性(板中の Lave \& Lamb波の伝播)
第13週 半無限体の衝撃応答(SH波)
第14週 半無限体の衝撃応答(Lambの問題)その1
第15週 半無限体の衝撃応答(Lambの問題)その2

成績評価の方法

受講者が少なければレポートと口頭試問,多ければ試験.

テキスト

なし(講師作成のテキストを配布する)

参考書

A.Hirose \& K.E.Lonngren, An Introduction to WAVE PHENOMENA, Jhon-Wieley, 15000円
藤原邦男、振動と波動、サイエンス社、2000円
J.W.S Rayleigh, Theory of Sound Vol.1,2, Dover Pub., 3000円(set)
神部 勉、 偏微分方程式、 講談社、3000円
E.B.Saff \& A.D.Snider, Fundamental of Complex Anlysis, Prentice Hall.

履修にあたっての留意点

他学年、他学科生の受講歓迎
(1)波動現象の数理的表現を講義するから、学ぶ姿勢を要求する。 単位だけが欲しい気持ちでの受講を拒否する。(2)弾性学と数学関連科目 (フーリエ積分、ラプラス変換、複素関数論)を履修しておくことが望ましい。

授業の目標・ねらい

自由に波動方程式を立て,解き,そして現象を掴む.この能力を養う.

学生へのメッセージ等

体力よりも知恵で勝負する技術屋になろう.

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