2025年度/1BJF022001 (公大) / (府大)

【月1】化学工学流体力学特論 （化学工学分野） <前期>

化学工学で重要となる輸送現象の数値解法について講義する。連続流体流れを解く基礎計算手法である数値流体力学(CFD)について講義する。

担当教員氏名

山本 卓也

科目ナンバリング

BJFPRE53003-J1 (公大) / TSPRE5911-M1 (府大)

授業管轄部署

工学研究科

授業形態

講義

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

1年 (公大) / 1年 (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。

単位数

2単位 (公大) / 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

流体の連続体近似の基本原理と両者の関係性について理解する。さらに，連続体の流体力学問題の数値シミュレーション手法である数値流体力学(CFD)について学ぶ。最終的に，流体力学を活用して化学工業の分野で遭遇するさまざまな複雑問題を解くことができるようになる。

授業内容

1. 数値流体力学(CFD)の全体像 2. 有限体積法、拡散項の離散化 3. 対流項の離散化 4. 時間発展法、係数行列解法、演習の説明 5. プログラム演習 〜熱伝導の解析〜 6. 速度圧力連成解析手法、演習の説明 7. プログラム演習〜流れ場の解析〜 8. 複雑形状問題 9. 乱流の基礎 10. 乱流モデル(RANS, LES, 壁関数) 11. 新しい手法 -最適化問題, 随伴解析- 12. 新しい手法 -PINNs、機械学習-、演習の説明 13. プログラム演習〜最適化〜 14. 混相流解析(VOF法, Euler-Euler法) 15. CFD-DEM連成解析

事前・事後学習の内容

予習および復習にしっかり取り組んでください。

成績評価方法

授業の到達目標の達成度で成績評価を行う。毎回の講義後に課すMinutes paper、問題を課す課題レポートと、実際にプログラムを作成する課題で成績評価を行う。評点の割合はMinutes paperを10%レポートを30%、課題を60%とする。C (合格) となるためには到達目標の全ての項目について基礎的な原理･特徴に答えることができ、かつ、それを実践で活用できることが必要である。

履修上の注意

講義資料は授業支援システムにアップロードしています。講義の際に配布はしませんので、各自で持参するようにしてください。

教科書

特に設けません

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参考文献

S.V. Patanker “Numerical Heat Transfer and Fluid Flow” McGrow-Hill H. K. Versteeg, W. Malalasekera, "An Introduction to Computational Fluid Dynamics" Second Edition" Pearson J. H. Ferziger, M. Peric, "Computational Methods for Fluid Dynamics" Springer

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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