筑波大学教育課程編成支援システム

01CM312 数値流体力学

2.0 単位, 1・2 年次, 秋AB 金3,4
三目直登

授業概要

数値シミュレーションの数理モデルおよび数値解析手法について、具体的な問題を取り上げながら基礎から応用まで講義する。また、融合分野における最近の研究動向についても解説する。

備考

準コア科目
0AL5610と同一。
オンライン(オンデマンド型)

授業形態

講義

学位プログラム・コンピテンスとの関係

「(1)知の活用」「(2)マネジメント力」「(7)専門知識」に関連する。

授業の到達目標（学修成果）

ナビエ-ストークス方程式を数値解析し、流体の挙動を計算するために必要な基礎知識を得る。

キーワード

CFD, 差分法, 有限体積法, 有限要素法, 粒子法, 数値解析, 流体力学

授業計画

流れの数値シミュレーションに用いられる数値解析手法は、差分法や有限体積法などの代表的なものも含めて、様々なものが存在する。この講義では、各手法の特色などを理解することで、流れの数値シミュレーションに関する俯瞰的な知識を高めつつ、各手法の基本的な数理の習得を目指す。

第1回	数値シミュレーションと数値流体力学の概観
第2回	構造格子系の手法 (差分法など) による流体解析 (1)
第3回	構造格子系の手法 (差分法など) による流体解析 (2)
第4回	構造格子系の手法 (差分法など) による流体解析 (3)
第5回	非構造格子系の手法 (有限体積法・有限要素法など) による流体解析 (1)
第6回	非構造格子系の手法 (有限体積法・有限要素法など) による流体解析 (2)
第7回	格子を用いない手法 (粒子法など) による流体解析 (1)
第8回	格子を用いない手法 (粒子法など) による流体解析 (2)
第9回	移動境界問題・流体構造連成問題の数値解析 (1)
第10回	移動境界問題・流体構造連成問題の数値解析 (2)

履修条件

学部レベルの流体力学、微分方程式ならびに解析学に関する知識を修得していることを前提とする。

成績評価方法

レポートを100%とし、60%以上を合格とする。

学修時間の割り当て及び授業外における学修方法

特になし。

教材・参考文献・配付資料等

基本的に講義資料を用いてレポート課題は遂行可能であるが、以下の参考書は発展的な学習に役立つ。

1. Joel H. Ferziger(原著), Milovan Perić(原著), 小林敏雄 (翻訳), 坪倉誠 (翻訳), 谷口伸行 (翻訳),コンピュータによる流体力学 (原題: Computational Methods for Fluid Dynamics)
2. 日本計算工学会 (編),有限要素法による流れのシミュレーション
3. 後藤仁志,粒子法: 連続体・混相流・粒状体のための計算科学

オフィスアワー等（連絡先含む）

連絡先 (三目): mitsume@kz.tsukuba.ac.jp

その他（受講生にのぞむことや受講上の注意点等）