• ベストアンサー

航空力学に必要な数学の知識

航空機について勉強するのが趣味です 航空力学に手を出そうと思うのですが、必要な数学の知識は何でしょうか 常微分方程式、偏微分といった辺りのキーワードで答えて頂けると助かります 当方、ギリギリ大学数学を修めたと言える程度です ついでに必要な物理の知識、参考書など教えてもらえると嬉しいです 見当はずれなことを言っているかもしれませんが、よろしくお願いします

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

航空工学ではなく航空力学ですね。 ご承知のことと思いますが航空力学は流体力学の一分野で、主に扱うのは揚力・抗力(つまり流体中に置かれた物体にかかる力)です。 揚力・抗力自体は高校レベルの数式で表されるものです。 航空力学を含む流体力学において流体の運動を記すナビエ-ストークス方程式という偏微分方程式が有名ですね。 ナビエ-ストークス方程式の解を求めることはほぼ不可能ですから、対象となる分野についていくつかの条件を決めて多少単純化した方程式で考えます。オイラー方程式が有名ですね。 常微分も偏微分も当然使います。 必要な物理の知識といってもやはり範囲は広いのですが、まず取っ掛かりとしては圧力とは何ぞやから始めてベルヌーイの定理まで基本的な部分をしっかり理解する所からでしょう。 参考書はいろいろ出ていますね。 私はポフの「機械工学における空気力学実験法」と、谷一郎先生からいただいた「流れ学」、「流体力学実験法」及びNAL(現在のJAXA)の論文などが主な教科書でした。 実務なら基礎から積み上げるのが常道ですが、趣味であるなら逆に論文から入って行って、わからない部分を都度勉強するというアプローチでも良いと思いますよ。 なお、航空力学ではなく航空工学だとしたら、これはいわゆる四力(材力、流体、熱力、機械の四つの力学)全てが必要になります。

関連するQ&A

  • 古典物理学各分野に必要な数学について

    理工系大学1年の者です。古典物理学各分野に必要な数学が分からず困っています。物理学に必要でない数学はないそうなのですが、古典物理学入門のレベルで古典物理学各分野(力学・波動と光・熱力学・電磁気学)を学ぶ前に勉強した方が良い必要な数学とは何なんでしょうか?自分なりに物理数学の本の内容などを調べてみると、微分積分・線形代数学(ベクトルと行列)・ベクトル解析・常微分方程式・偏微分方程式・複素解析・フーリエ級数・フーリエ変換・ラプラス変換というものが必要だとまでは分かりました。ですが、それぞれどの分野で必要となる数学分野なのかが分かりません。(例えば力学にはあれが必要で、電磁気学にはあれが必要で・・・という感じで)。また微分方程式を学ぶ前に、微分積分と線形代数学の勉強が必要であるらしいなど、各数学分野で必要とされる他の数学の分野の予備知識や、それによって決まる数学を勉強する順序が分かりません。 ですので、私のように入門レベルでまず必要な数学、「力学は・・・、電磁気学は・・・を前もって勉強した方が良い」、また「予備知識、それに伴う数学の勉強の順序は・・→・・→・・」といった感じでアドバイスをお願いします。また私が何か勘違いをもししていたら、その指摘もお願いします。 よろしくお願いします。

  • 量子力学を学ぶのに確率論は必要でしょうか

    男子大学2年生。 工学部ですが量子力学を独学したいと考えています。 解析力学を勉強しているのですが、数学の理解不足かなかなか前に進みません。 微積分と線形代数、複素解析は必要だと分かるのですが、他に常微分方程式や偏微分方程式の知識や群論の知識も必要とか。 確率解釈も興味があるのですが、確率論も必要なんでしょうか? 勿論知っているに越したことは無いと思うのですが・・・・。 アドバイスください。

  • 〇〇力学について

    数学を勉強している大学4年生です。 4年生のセミナー、そして大学院で微分方程式の勉強をしようと思っています。 微分方程式には、ナビエ・ストークス方程式やシュレーディンガー方程式など、人の名前が付いたものがあります。前者は流体力学、後者は量子力学に関係する方程式だそうですが、数学科で考えるのはそのかいが存在するか同課みたいな話ガメいみたいです(勉強中)。 別に成り立ちは深く考えないんでもいいかもしれませんが、少しくらい知っておいたほうがいいのかな、と思い流体力学の本を買ってきました。 で、本屋さんで本を見ていたら、〇〇力学というのが結構あります。 物理は「法則」というのが苦手で、1年生の力学を取ってから全然勉強していないのですが、少し遅いですけど勉強が必要かな、と思います。 そこで、〇〇力学という名の、 ・流体力学 ・熱力学 ・量子力学 ・統計力学 とかはどういう順番で勉強するのがいいのでしょうか?

  • 【素粒子物理学を学ぶには?】必要な数学知識

    物理に全く詳しくない数学科の者です。 ですので、専門の方にとってはナメた質問をするかもしれません。 素粒子物理学や量子力学、超弦理論を勉強するとしたら、 数学のどの分野の知識が大切になってくるのでしょうか。 ことさら、"時間に関する物理学"を学ぶためには、やはり量子力学をやるべきなのでしょうか。 大学の教授に聞いたところ、そこまでのレベルになってくると、どの数学が大切かわからないが、 最近は非可換幾何がそのような分野で注目されている、とおっしゃっていました。 また、もしよろしければ、その分野の先駆者がいるような大学院を教えていただければ助かります。 趣味程度ではなくて、研究者になるために勉強をしようと思います。 無礼を承知で、どなたかご教示お願いします。

  • 流体力学を会社員が学ぶには

    大学時代、物理が苦手でしたが、最近、気象予報士試験に合格しました。 気象学を勉強する中で、渦度方程式やω方程式など、数学的な側面もおもしろく感じました(学科は数学に近い分野を卒業)。 趣味で流体力学、を勉強しようと思うのですが、大手本屋で物理学のコーナーをみても、流体力学の本はほとんどおいていません。 もっとも、気象予報士試験では、初歩の物理でも苦労しましたので、物理を初歩から学んでいきたいのですが、力学、解析力学あたりから勉強しなおしたほうが、流体力学の勉強にはよいのでしょうか。 「趣味で流体力学」という本はないようですので、どのような順で勉強していけばいいのかアドバイスをお願いします。

  • 量子力学を学ぶにあたって

    大学の工学部2回生の者です。材料科学科に所属しているのですが、最近理論物理(特に量子力学)に興味が出てきました。そこで質問なのですが、量子力学に必要な数学の知識を教えて下さい。やはり、微積、微分方程式、線形代数、ベクトル、関数論などでしょうか?あと、理論を勉強するには計算をゴリゴリやるようなやり方ではなくて定理が厳密に証明されていく過程を勉強するのでしょうか?   よろしくお願いします。

  • 物理数学の参考書について

     こんにちは。私は物理数学を学ぼうと思っています。その際、分野別(例えば、線形代数、常微分方程式、複素関数など)の本を一冊ずつこなすのが良いでしょうか。それとも、物理数学と銘打った本を学ぶのが良いでしょうか。また、物理数学と銘打った本を学ぶには、どのくらいの予備知識が必要でしょうか。ちなみに、物理学科2年終了程度の力をつけたいと思っています。よろしくお願いします。

  • 大学の物理(力学)

    大学の物理(力学)ではx=v0t+1/2at^2などの公式をそのまま使ってはいけないのでしょうか? 割と簡単な問題でも高校で使ったような公式は使わずに、わざわざ微分方程式を使って解いているので疑問に思っています。 大学の物理(力学)では微分方程式を使わないといけないという規則があるのでしょうか? よろしくお願いします。

  • 解析力学について教えて下さい。

    sanoriさんから回答を頂いたのですが、もう少し詳しく教えて下さい。まず今日、図書館で解析力学の本を借りてきました。(なっとくする解析力学、ゼロから学ぶ解析力学)ですが、中がヤバイほど難しくどこを覚えたら良いか全く分かりません。なので、解析力学の何を覚えたら良いか教えて下さい。 ついでに微分方程式・オイラーの公式・偏微分方程式・量子力学・素粒子論・特殊相対性理論および一般相対性理論・統計力学の覚えたら良い所や本を教えて下さい。(全て天文学に必要な事でお願いします。)

  • 解析力学学習前の予備知識とは

    解析力学を習得する必要があります。しかし、その解析力学の本を読んでもちんぷんかんぷんです。ちなみに私は、同次微分方程式ぐらいは解けます。解析力学を習得する前に、その前段階として習得すべき予備知識は何でしょうか。特にラグランジアンとハミルトニアンが分かりません。よろしくお願いします。