| 1基礎編 1 |
| 第1章はじめに 3 |
| 1.1流れを学ぶ学問 3 |
| 1.2流れの力学史 5 |
| 1.3連続体の力学/完全流体と粘性流体(実存流体) 7 |
| 付録:水と空位の物性 10 |
| 第2章水圧 13 |
| 2.1水圧の大きさ・静水圧分布 13 |
| 2.2ゲージ圧と絶対圧(大気はどう考える?) 15 |
| 2.3圧力の測定と圧力の水頭表示 16 |
| 2.4水圧の計算 17 |
| 2.5曲面に働く水圧の計算 19 |
| 2.6相対静止:移動座標系での静止水面 21 |
| 第3章質点の力学から流れの力学へ 25 |
| 3.1流れの表現 25 |
| 3.2流線・流体粒子の軌跡・色つき流線 27 |
| 3.3流れの力学原理 28 |
| 第4章摩擦の無視できる開水路の流れ 39 |
| 4.1ベルヌーイの定理の開水路流れへの適用:比エネルギー・常流・射流・限界水深 39 |
| 4.2比エネルギー・水深・流量の関係 41 |
| 4.3運動量定理の開水路への適用と比力・比エネルギー線図の利用 46 |
| 4.4フルード数の導入とまとめ 48 |
| 第5章エネルギー損失のある管路の流れ 51 |
| 5.1管路の流れ:摩擦損失 51 |
| 5.2摩擦損失の表現:ダルシー・ワイスバッハ(Darcy-Weisbach)の摩擦損失係数 53 |
| 5.3摩擦損失・壁面摩擦・圧力勾配(エネルギー勾配)・摩擦速度 55 |
| 5.4摩擦損失のある管路の計算 56 |
| 5.5摩擦以外の損失 58 |
| 5.6管路系・管路網の計算 64 |
| 5.7サイフォンと負圧 65 |
| 第6章管路の非定常流れ=水撃圧とサージング 67 |
| 6.1管路系に見られる非定常流れ 67 |
| 6.2水撃圧(waterhammer) 68 |
| 6.3サージング(surging) 71 |
| 第7章損失のある開水路の定常流れ 73 |
| 7.1開水路の流れの分類 73 |
| 7.2開水路の水深のとり方 74 |
| 7.3開水路の平均流速公式 76 |
| 7.4等流水深・限界水深/急勾配・限界勾配・緩勾配 80 |
| 7.5開水路における水面形:漸変流の水深変化 81 |
| 第8章せき・ゲート・オリフィスの流れ 89 |
| 8.1凸部を越える流れからせきを越える流れへ 89 |
| 8.2ゲートから流出する流れ 94 |
| 8.3オリフィス(orifice)から流出する流れ 95 |
| 第9章流れの中におかれた物体にかかるカ 99 |
| 9.1抗力(drag) 99 |
| 9.2揚力(1ift)の発生 105 |
| 9.3カルマン渦と交番揚力の発生 107 |
| 9.4流れの加速度運動に伴う流体力 109 |
| 第10章次元解析と相似則 111 |
| 10.1単位と次元解析(dimensionalanalysis) 111 |
| 10.2縮尺模型と相似則 114 |
| 第11章地下水の流れ 119 |
| 11.1ダルシー則(Darcylaw)と透水係数 119 |
| 11.2被圧地下水と不圧地下水 122 |
| 11発展編 125 |
| 第12章数学の復習・準備 127 |
| 12.1常微分,偏微分と全微分 127 |
| 12.2実質微分による加速度の表現とオイラーの運動方程式 128 |
| 12.3収支法による偏微分方程式の定式化:連続の式の導出 131 |
| 12.4ベクトル記号を用いた表現 133 |
| 12.5流体粒子の相対運動 134 |
| 12.6運動方程式の積分形としてのベルヌーイの定理 137 |
| 第13章完全流体の力学 141 |
| 13.1渦なしの流れと速度ボテンシャル 141 |
| 13.23次元のポテンシャル流れ 146 |
| 13.32次元のポテンシャル流れ 151 |
| 13.4等角写像を使うともっと複雑な流れを表現できる 160 |
| 13.5ブラジウス(Blasius)の公式とクッタ・ジューコフスキー(Kutta-Joukowski)の定理 166 |
| 13.6ポテンシャル流れについての補足 169 |
| 第14章波の力学 171 |
| 14.1水の表面波はポテンシャル理論で扱うことができる 171 |
| 14.2問題の定式化と解法 172 |
| 14.3波の流速場と水粒子の軌道 176 |
| 14.4深水波・浅水波・長波 178 |
| 14.5波の解の重ね合わせ(進行波と重複波:波の分散:波群の伝播〉 180 |
| 14.6波のエネルギーとエネルギー輸送速度としての群速度 183 |
| 第15章粘性流体の流れ 185 |
| 15.1粘性流体とその運動方程式:1ナビエ・ストークスの式(Navier-Stokesequation) 185 |
| 15.2ナビエ・ストークスの粘性項はなぜあのような形をしているのか? 187 |
| 15.3ナビエ・ストークスの式の厳密解 191 |
| 15.4遅い流れ:球の周りの流れ.ストークス(Stokes)近似・オセーン(Oseen)近似 195 |
| 第16章境界層の流れ 199 |
| 16.1微分方程式の階数と境界層近似 199 |
| 16.2ブラジウス流れ(Blasius-flow) 202 |
| 16.3境界層の発達 204 |
| 16.4境界層と圧力勾配の関係 206 |
| 16.5境界層と厚さの定義:補足 207 |
| 第17章乱流 209 |
| 17.1乱流への遷移・乱流の特徴 209 |
| 17.2レイノルズ応力(Reynoldsstress)の発生とレイノルズ方程式 212 |
| 17.3壁法則と対数速度分布 215 |
| 17.4管路の乱流 217 |
| 17.5乱流境界層(turbulentboundarylayer) 223 |
| 17.6自由乱流(仕eeturbulence) 233 |
| 17.7乱れのエネルギー過程 242 |
| 索引 247 |
| 1基礎編 1 |
| 第1章はじめに 3 |
| 1.1流れを学ぶ学問 3 |
| 1.2流れの力学史 5 |
| 1.3連続体の力学/完全流体と粘性流体(実存流体) 7 |
| 付録:水と空位の物性 10 |
