2024年度学院等開講科目工学院システム制御系

振動学

開講元: システム制御系
担当教員: 中尾裕也
授業形態: 講義 (ブレンド型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月7-8 (W9-323(W932)) / 木7-8 (W9-323(W932))
クラス: -
科目コード: SCE.S308
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

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

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

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・減衰振動	自由振動と減衰振動の特徴
第2回	強制振動	強制振動の特徴, 共振
第3回	過渡応答	過渡応答の特徴, インパルス／ステップ応答
第4回	パラメトリック振動	パラメトリック振動の特徴
第5回	連成振動	連成する振動子系の特徴, 固有モード
第6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7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8回	振動や波動の数値解析	振動や波動の数値解析手法
第9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10回	様々な物理系の波：流体の波	流体の波の特徴, 音波
第11回	様々な物理系の波：電磁波	電磁波の特徴, Maxwellの方程式
第12回	様々な物理系の波：物質波	物質波の特徴, Schrodinger方程式
第13回	非線形振動・波動	非線形系における振動や波動の例
第14回	不規則振動	不規則な励振を受ける振動の特徴
第15回	試験	試験

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

指定しない

参考書、講義資料等

戸田「振動論」培風館
長谷川「振動・波動」講談社, 藤原「振動と波動」サイエンス社
JSMEテキストシリーズ「振動学」日本機械学会
恒藤「弾性体と流体」岩波書店
佐野「連続体の力学」裳華房

成績評価の方法及び基準

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．

履修の条件・注意事項

履修の条件を設けない

その他

講義は日本語で行う。

振動学