2018年度 振動学   Theory of Oscillations

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開講元
システム制御系
担当教員名
中尾 裕也 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火5-6(W932)  金5-6(W932)  
クラス
-
科目コード
SCE.M303
単位数
2
開講年度
2018年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2018年3月20日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

振動・波動は自然における最も基本的な運動であり、実世界の至るところで観察されます。本講義では、調和振動から連続体まで、共通する考え方とそれぞれの振動の特徴について考えてゆきます。また、弾性波や電磁波など、実際の物理系における振動・波動について考えます。振動の原理を体系的に学ぶことにより,理工学の幅広い分野に見られる振動現象に対する一般的なアプローチが得られるとともに、振動現象の実用的な応用につながります。

到達目標

さまざまな振動・波動現象に着目して、その特徴や共通する基本的な考え方と解析法を学び、振動学の基礎および応用する能力を修得することを目標とします。

キーワード

調和振動、減衰振動、強制振動、過渡応答、パラメトリック振動、連成振動、波動方程式、弾性体の波、流体の波、電磁波、物質波、非線形振動/波動、不規則振動

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力

授業の進め方

講義, 演習, 宿題

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 調和振動 自由振動の特徴
第2回 減衰振動 減衰振動の特徴
第3回 強制振動 強制振動の特徴, 共振
第4回 過渡応答 過渡応答の特徴, インパルス/ステップ応答
第5回 パラメトリック振動 パラメトリック振動の特徴
第6回 連成振動:2つの振動子 2つの連成する振動子系の特徴, 固有モード
第7回 連成振動:多数の振動子 多数の連成する振動子の特徴, 固有モード
第8回 連続体の波:波動方程式 連続体の波の特徴, 波動方程式
第9回 連続体の波:波の重ね合わせ 連続体の波の重ね合わせ, 波束
第10回 様々な物理系の波:弾性体の波 弾性体の波の特徴, 縦波/横波
第11回 様々な物理系の波:流体の波 流体の波の特徴, 音波
第12回 様々な物理系の波:電磁波 電磁波の特徴, Maxwellの方程式
第13回 様々な物理系の波:物質波 物質波の特徴, Schrodinger方程式
第14回 非線形振動・波動 非線形系における振動や波動の例
第15回 不規則振動 不規則な励振を受ける振動の特徴

教科書

特に指定しない

参考書、講義資料等

長谷川「振動・波動」講談社, 藤原「振動と波動」サイエンス社, 戸田「振動論」培風館, JSMEテキストシリーズ「振動学」日本機械学会

成績評価の基準及び方法

1) 振動学の基礎項目とそれらの応用に関する理解度を評価する.
2) 期末試験と演習レポートで成績を評価する.

関連する科目

  • SCE.M201 : 機械の運動と力学
  • SCE.M202 : 解析力学基礎(システム制御)

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件を設けない

その他

講義は日本語で行う。

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