数値流体力学

Computational Fluid Dynamics

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

本田 逸郎、松田 景吾

工学研究科

日本語

目標7／目標9

授業後・教室

honda＠eng.u-hyogo.ac.jp

5◎／4〇／6〇

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目標１:磨き続ける力

流体力学の運動方程式を数値的に取り扱い，流体の運動のコンピュータシミュレーションを理解する．パソコンを用いて簡単なプログラム言語によるプログラム作成を行い，それを応用することで数値微分，数値積分，連立方程式を解くことができ，ナビエ･ストークス方程式の差分法による解析を修得することを目標とする．
本講義の到達目標は(1)流体の現象が微分方程式で表されることを理解すること，(2)微分方程式を差分近似で差分方程式に変換できること，(3)差分方程式をプログラム言語で計算する手順を書き下すことができること，である．

数値解析，流体力学，エクセル

講義・演習を織り交ぜて授業を行う．毎週，プログラム課題を実施しそれを提出することで，講義内容が説明できることを目的としている．
授業計画は以下の通りである．

１．ガイダンスおよび簡単な計算
２．理論式の計算
３．繰り返し計算
４．微分と差分(1)
５．微分と差分(2)
６． 線形一階常微分方程式の解析（オイラー法）
７． 線形一階常微分方程式の解析（二次のルンゲ・クッタ法）
８． 線形一階常微分方程式の解析（単振動）
９． タンクからの水漏れ
10． 複数タンク間の水の移動
11． 一次元非定常熱伝導方程式の解析（陽解法）
12． 一次元定常熱伝導の解析（陰解法）
13． 一次元定常熱伝導の反復解法
14． 波動方程式の解析(1)
15.    波動方程式の解析(2)

流体解析解析の基礎，河村哲也著，朝倉書店

工学のためのVBAプログラミング基礎，村木著，東京電機大学出版会

【予習】授業に際して事前配布するプリント教材の部分を事前読み込み（15ｈ）、プログラミングの準備（15ｈ）
【復習】レポート作成（15回、30ｈ）

採用しない

毎週提出のプログラム課題レポートで評価する．プログラム課題は後半になるほど高い点数割合となる．講義に出席せずにレポートだけ提出しても成績には加算しない．また，遅刻で出席だけをして課題提出することも認めない．
微分方程式を理解し，それを差分方程式に変換しプログラム言語で計算する手順を示せたものに単位を授与する．
講義目的・到達目標に記載する能力の到達度（毎回のプログラム課題+テストの出来）に応じてSからCまで成績を与える．

毎回の提出レポートは、原則次の講義内で解説する。
レポートは、毎回，ユニバーサルパスポートで評価を返し、優れた内容のものを講義の中で紹介しながら講評する．また間違ったものはそれを示して注意喚起するとともに，間違えた理由の解説を行う．

流体力学の運動方程式を数値的に取り扱い，流体の運動のコンピュータシミュレーションを理解する．簡単なプログラム言語を理解し，それを応用することで数値微分，数値積分，連立方程式を解くことができ，ナビエ･ストークス方程式の差分法による解析を修得することを目標とする．
本講義の到達目標は(1)流体の現象が，拡散，対流といった現象の微分方程式で表されることを理解すること，(2)微分方程式を差分近似で差分方程式に変換できること，(3)差分方程式をプログラム言語で計算する手順を書き下すことができること，である．

該当しない

生成系 AIを使用したことが判明場合は単位認定をしない