教學時程、課本閱讀，作業安排

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閱讀資料

1

介紹Introduction

課程目標Class Aims
教學管理（作業，考試，成績等）Class Administration (Problem Sets, Exams, Grades, etc.)
課程計畫Scheduling Issues

對流體力學的介紹Introduction to Fluid Dynamics

指派作業1

2-5

流體流動的動力學Kinematics of Fluid Flow

流動的歐拉和拉格朗日表示方法Eulerian and Lagrangian Representations of Flow

隨體導數The Material Derivative

軌跡，紋線和流線Trajectories, Streaklines, and Streamlines

柯西-斯托克斯（Cauchy-Stokes）定理Cauchy-Stokes Theorem

速度梯度張量The Velocity Gradient Tensor

第1課：繳交作業1

第2課：指派作業，測驗1

第3課：繳交測驗，測驗2

第4課：繳交測驗2，繳交作業2，指派作業3

第5課：測驗3

第2課：KC04: 1.1-1.7, 3.1-3.5, 3.13 (選讀第二章)
CR94: 第一章

KFF I, II, IV

第3課：KC04: 3.6-3.10

第4課：KC04: 3.6-3.10

第5課：KFF V
KC04: 4.1-4.4

6-9

守恆方程Conservation Equations
雷諾運輸定理Reynolds Transport Theorem

動量方程（Navier-Stokes方程，Boussinesq近似下的Navier-Stokes方程，歐拉方程（Euler））Momentum Equations (Navier-Stokes, Boussinesq form of Navier-Stokes, Euler)
總能量方程，機械能方程，熱能方程 Total Energy Equation, Mechanical Energy Equation, Heat Equation
熱力學第二定律2nd Law of Thermodynamics

第6課：繳交測驗3

第7課：繳交作業3，指派作業4

第9課：繳交作業4

第6課：KC04: 4.5-4.11

第7課：KC04: 4.13 - 4.15

第8課：KC04: 4.13 - 4.17

第9課：KC04: 4.16 - 4.18

10-13

渦旋流動，環流和渦度Vortex Flows, Circulation, and Vorticity
伯努利函數Bernoulli Functions
剛體旋轉，點渦，藍金渦Solid Body Rotation, Point Vortex, Rankine Vortex
斯托克斯定理（Stokes）Stokes' Theorem
勢流：相互作用的點渦Potential Flows: Interacting Point Vortices
開爾文（Kelvin）環流定理Kelvin's Circulation Theorem
亥姆霍茲（Helmholtz）渦度定理Helmholtz Vortex Theorems
渦度方程Vorticity Equation

第10課：指派作業5，測驗4

第11課：繳交測驗4

第12課：繳交作業5，指派作業6，測驗5

第13課：繳交測驗5

第10課：KC04: 4.16 - 4.18

第11課：KC04: 5.1-5.3, 5.8-5.9, 3.11 (復習)
第12課：KC04: 5.4-5.5

第13課：KC04: 5.4-5.5

14-15

地球旋轉的影響Impact of The Earth’s Rotation
旋轉系統中的動量方程Momentum Equations in a Rotating Frame
向心加速度，寇里奧利（Coriolis）加速度Centripetal Acceleration, Coriolis Acceleration
旋轉系統中的渦度方程Vorticity Equation in a Rotating Frame
旋轉系統中的Kelvin環流定理Kelvin's Circulation Theorem in a Rotating Frame

第14課：進行測驗6

第15課：繳交作業6，指派作業7，繳交測驗6

第14課：KC04: 4.12, CR: 2.1-2.5

第15課：KC04: 5.7,

16-18

地球物理流體動力學GFD Kinematics
簡化動量方程Simplified Momentum Equations
慣性流，地轉，梯度風，旋轉流，等變壓流Inertial Flow, Geostrophy, Gradient Wind, Cyclostrophic Flow, Isallobaric Flow
粘性的影響Impact of Viscosity
Taylor-Proudman定理Taylor-Proudman Theorem
熱成風Thermal Wind

第16課：進行測驗7

第17課：繳交測驗7，繳交作業7，指派作業8

第16課：KC04: 14.5

第17課：Holton 92: 3.2, 3.4

19-20

埃克曼（Ekman）層Ekman Layers

邊界層簡介Brief Boundary Layer Introduction

埃克曼層的質量運輸，埃克曼抽吸Mass Transport in Ekman Layer; Ekman Pumping and Suction

埃克曼螺線Ekman Spiral
Sverdrup傳輸Sverdrup Transport

第19課：繳交作業8

第20課：指派作業9，

第20課： 14.6-14.7

21-24

波動Waves
β效應Beta Effect
波動動力學Wave Kinematics
正壓，固定深度的羅絲貝波Barotropic, Fixed Depth Rossby Waves
淺水波方程，淺水重力波，慣性重力波Shallow Water Equations, Shallow Water Gravity Waves, Inertia-Gravity Waves,

開爾文（Kelvin）波Kelvin Waves
位渦Potential Vorticity
正壓，准地轉羅絲貝波Barotropic, Quasi-Geostrophic Rossby Waves
Kelvin-Helmholz不穩定Kelvin-Helmholz Instability

第21課：繳交作業9

第21課：KC04: 14.8

第22課：KC04: 12.9, 14.16
第23課：KC04: 14.13, 14.15
第24課：KC04: 14.11-14.12

25

25進行期末考試