2023年度/2B20240001 (府大)

【水1】計算流体力学 <後期>

計算流体力学は，流体力学研究の新しい手段として，近年急速に発達した学問分野であり，航空機・ロケット・宇宙航行体の空力設計には必須の基本道具となっている。流れ学，航空流体力学，熱流体力学，気体力学の知識を拡充しつつ，その基本的数値解法を習得し，関連したプログラムを作成することを目標とする．

担当教員氏名

中村 雅夫、坂上 昇史

科目ナンバリング

BMASE3915-J1 (府大)

授業管轄部署

工学部

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

カリキュラムにより異なります。 (府大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。学年指定なしの表記は、要覧等を確認してください。

単位数

2単位 (府大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

１．微分方程式の離散化と精度，計算スキームの適合性と安定性について理解し，説明できる． ２．対流や拡散など流体運動を支配する現象を理解し，それぞれの微分方程式に応じた計算スキームとその安定性について説明できる． ３．高次精度スキームの性質を理解し，計算スキームが組める． ４．流体の偏微分方程式の性質を理解し，数値解法を概要を理解し，説明できる． ５．圧縮性流体のプログラムを作成し，数値シミュレーションできるようになる．

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	計算流体力学の目的，微分方程式の解法と離散化	教科書を用意し，予習しておくこと．
第2回	有限差分法と精度，差分方程式の適合性・安定性・収束性	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第3回	線形波動方程式に対する差分法（その１）：von Neumannの安定性解析	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第4回	線形波動方程式に対する差分法（その２）：種々の計算法とその安定性	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第5回	陽解法・陰解法，保存形と数値流束の考え方	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第6回	拡散方程式に対する差分法とその安定性	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第7回	楕円型方程式に対する差分法	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第8回	前半のまとめ（モデル方程式の数値計算プログラムの作成）	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第9回	高次精度スキームの性質	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第10回	高次精度スキームの作成	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第11回	非線型方程式と保存形式	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第12回	流体の偏微分方程式の性質	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第13回	圧縮性流体方程式の数値解法（その１）	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第14回	圧縮性流体方程式の数値解法（その２）	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．
第15回	後半のまとめ（圧縮性流体方程式の数値計算プログラムの作成）	先週の復習をして内容を理解しておくとともに，講義の該当部分を予習しておくこと．

事前・事後学習の内容

講義内容の該当箇所を教科書を事前に読んで予習しておくこと． 教科書と自分のノートで講義内容を復習しておくこと． なお，プログラミングのレポートのために，Ｃ言語およびグラフィックのソフトを使えるようにしておくこと．

成績評価方法

合格（C以上）のためには、流れ学，航空流体力学，熱流体力学，気体力学の知識に基づいて基礎的数値流体解法を習得し，関連したプログラムを作成できるようになることが必要である． そのため，授業課題毎に課すレポート(100%)により到達目標の達成度を評価し100点満点中60点以上を合格とする．

履修上の注意

（関連科目）流れ学，航空流体力学，気体力学，プログラミング入門，航空宇宙工学情報処理

教科書

藤井孝蔵著「流体力学の数値計算法」，東京大学出版会

Loading...

参考文献

数値流体力学編集委員会編，数値流体力学シリーズ　東京大学出版会 １「非圧縮性流体解析」 ２「圧縮性流体解析」 C. Hirsch, “Numerical Computation of Internal and External Flows, Volume I & II”, John Wiley & Sons 藤井 孝藏、立川 智章 著 「Pythonで学ぶ 流体力学の数値計算法」，オーム社

オフィスアワー

- 外部公開シラバスのためデータがありません / Please use UNIPA syllabus -

教員への連絡方法（メールアドレス等）

- 外部公開シラバスのためデータがありません / Please use UNIPA syllabus -