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．
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・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。