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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
機械工学専攻
対象課程 科目名 単位数 科目コード 開講時期 授業科目区分
博士前期課程(修士課程)
海洋機械工学特論
Marine Mechanical Engineering
1 2151-01 2023年度
後学期
関係科目
担当教員名
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.波動方程式 2.境界値問題・モード解析 3.幾何光学近似法・音線理論 4.空間フィルター・指向性 5.海中音響と海洋環境 振動・波動の基本特性を理解し,境界条件を考慮し数学的手法を駆使して波動方程式の解を 導くと共に,その物理的背景や意味について学習する.特に,海洋環境に応じて変化する海 中音響特性を把握し,波の反射・散乱・屈折・回折等各種の物理現象に対する理解を深める .また,海中における音響信号の送受信及び信号処理並びにアレイ化に伴った空間フィルタ ーについて基本原理と応用技術に関する知識を身につける.
授業の概要および学習上の助言
振動・波動の基本特性を理解し,境界条件を考慮し数学的手法を駆使して波動方程式の解を 導くと共に,その物理的背景や意味について学習する.特に,海洋環境に応じて変化する海 中音響特性を把握し,波の反射・散乱・屈折・回折等各種の物理現象に対する理解を深める .また,海中における音響信号の送受信及び信号処理並びにアレイ化に伴った空間フィルター について基本原理と応用技術に関する知識を身につける. 学習上の助言として,振動の基本概念が身に着いていることが望ましく,微分方程式の解法 を復習しておく.
教科書および参考書・リザーブドブック
授業ごとに資料を配布.
履修に必要な予備知識や技能
学習上の助言参照.
学生が達成すべき行動目標
No.
波動方程式の基本概念及び波動の物理特性が理解できる.
海洋環境に応じた境界条件を満足する解を波動方程式から導くことができる.
波の位相干渉の影響を理解すると共に幾何光学近似法に基づいたインコヒーレントな解を導くことができる.
反射・散乱・屈折・回折等波動の基本挙動が理解できる.
海中音波の送受信方式及び信号処理並びに送受波器のアレイ化に伴う空間フィルターが理解できる.
達成度評価
評価方法 試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 20 40 0 0 0 0 100
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 学習事項を試験により確認する.
クイズ
小テスト
学習事項を小テストにより確認する.
レポート 学習内容に関する演習問題を出題する.解答内容とその後の理解度を計り評価する.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
波動方程式を解いて波動に関する物理特性が理解でき、講義内 容に係る演習問題がほぼ解答できる。 講義内容をおおむね理解し,当該内容の演習問題がほぼ解答で きる.
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
波動方程式の導出  運動方程式と多自由度系振動  連続体の振動から波動方程式の導出 講義 学習内容の復習 90分
波動の特性  ダランベールの解と前進波・後退波  平面波・円筒波・球面波  反射・散乱・回折・屈折 講義 学習内容の復習 90分
波動方程式の解法(厳密解)  変数分離法とモード解析  境界値問題と虚像法 講義 学習内容の復習 90分
波動方程式の解法(近似解)  幾何光学近似法  WKBJ近似と焦点・焦線 講義 学習内容の復習 90分
波動の周波数解析  周波数分解・波形合成  フーリエ変換とドップラー効果  パルス波のパワーとエネルギー 講義 学習内容の復習 90分
音響信号処理方式  信号対雑音・残響比  空間フィルターとアレイゲイン 講義 学習内容の復習 90分
小テスト及び総合演習の見返し 自己点検授業 講義 学習内容の復習 90分