2019年度 振動・波動解析論   Analysis of Vibrations and Elastic Waves

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開講元
土木工学コース
担当教員名
廣瀬 壮一 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火5-6(M112)  金5-6(M112)  
クラス
-
科目コード
CVE.A403
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月8日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

本講義では,振動や弾性波動など,固体中の機械的擾乱に対する基礎理論と解析手法について講義する.さらに,波動理論に関わる様々な工学的応用について紹介する.

振動や弾性波動の理論は,構造動力学,地震工学,超音波非破壊試験などの様々な工学分野において有用である.本講義のねらいは,受講生に固体の振動と波動の数学理論の基礎を教えることであり,さらに,音響波や電磁波といった他の波動現象への統一的なアプローチを示唆することである.

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する.
1. 波動の伝搬,反射,透過,分散,散乱などの基本的な波動現象を数学的手法を用いて説明できる.
2. 一次元波動に関する簡単な問題を解析的に解くことができる.
3. 二次元,三次元波動に関する波動現象を数値計算によって示すことができる.
4. 振動や弾性波動の工学的応用について説明できる.

キーワード

波動伝搬,反射と透過,分散,散乱,基本解,積分表現,構造動力学,地震工学,超音波非破壊試験

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

本講義は,主に講義形式で行われ,3つの部分に分けられる.第一は,一次元波動の理論に関する部分であり,第二は,二次元および三次元波動に関するものである.第三は,波動理論の工学的応用について説明する.最初の一次元波動に関する講義の後に,学生の理解力を確認するために中間試験を実施する.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 一次元振動および波動に対する基礎方程式 一次元振動および波動に対する基礎方程式の概念を説明できる.
第2回 一次元波動の反射と透過 一次元波動の反射と透過について説明ができ,関連する問題を解析的に解くことができる.
第3回 一次元波動の分散 一次元波動の分散について説明ができ,関連する問題を解析的に解くことができる.
第4回 一次元自由振動 一次元自由振動について説明ができ,関連する問題を解析的に解くことができる.
第5回 一次元問題の基本解と積分定式化 一次元問題の基本解と積分定式化について説明ができる.
第6回 一次元波動の積分表現と解析 一次元問題の基本解と積分定式化について説明ができ,関連する問題を解析的に解くことができる.
第7回 一次元問題の理論の復習 一次元問題の理論を復習し,関連する問題を解くことができる.
第8回 多次元振動および波動に対する基礎方程式 多次元振動および波動に対する基礎方程式の概念を説明できる.
第9回 多次元波動の反射と透過 多次元波動の反射と透過を説明でき,関連する問題を数値計算によって解くことができる.
第10回 多次元波動の分散 多次元波動の分散を説明でき,関連する問題を数値計算によって解くことができる.
第11回 多次元問題の基本解と積分定式化 多次元波動の基本解と積分定式化を説明できる.
第12回 多次元波動の積分表現と解析 多次元波動の積分表現と解析手法を説明でき,関連する問題を数値計算によって解くことができる.
第13回 振動と弾性波動の構造動力学における応用 振動と弾性波動の構造動力学における応用を説明できる.
第14回 振動と弾性波動の地震工学における応用 振動と弾性波動の地震工学における応用を説明できる.
第15回 振動と弾性波動の超音波非破壊試験における応用 振動と弾性波動の超音波非破壊試験における応用を説明できる.

教科書

特になし.

参考書、講義資料等

講義資料をOCW-iにアップロードする.
Karl F. Graff, Wave Motion in Elastic Solids, Oxford: Clarendon Press, 1975. (Paperback 1991, ISBN: 080-0759667451)
J. D. Achenbach,Wave Propagation in Elastic Solids, Amsterdam : North-Holland, 1973. (Paperback 1984, ISBN: 978-0-7204-0325-1)

成績評価の基準及び方法

レポート課題(50%),中間試験(50%)

関連する科目

  • CVE.A210 : 土木振動学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

土木振動学(CVE.A210)を履修していること,あるいは,同等の知識を有していること.

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