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

2.00単位

講義 (Lecture)

2026年度後期

本田 逸郎

工学研究科

日本語

目標7／目標9

授業後・教室

xxssc628＠guh.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．繰り返し計算と理論式の計算およびグラフの作成
３．微分と差分および条件判断文
４．線形一階常微分方程式の解析（オイラー法）
５．線形一階常微分方程式の解析（二次のルンゲ・クッタ法）
６．線形一階常微分方程式の解析（連立常微分方程式）
７．タンクからの水漏れと二個のタンク間の水の移動
８．複数タンク間の水の移動
９．一次元非定常拡散方程式の解析（陽解法）
10．二次元非定常拡散方程式の解析（陽解法）
11． 一次元定常熱伝導の解析（連立方程式：直接法）
12． 一次元定常熱伝導の解析（連立方程式：反復法）
13． 波動方程式の解析と風上差分
14.    渦度輸送方程式による流れの解析
15.    共存対流解析（温度の移流拡散方程式）

対面

完全に禁止

この授業においては、生成ＡＩの利用を禁止している。授業内での利用は厳禁であり、違反したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。
生成ＡＩの利用にかかわらず『本学の教育における生成ＡＩの取扱いについて（学生向け）』の記載内容について留意すること。

流体シミュレーションの基礎，河村哲也著，インデックス出版

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評価は行わない．
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．
毎回の小テストは定期試験と同様に「不正行為に対する処置規程」を適用します．
不正行為があった場合は，当該試験の学期の全科目及び通年の全科目の単位
を無効とします．
ア 使用を許されない書籍，ノート、紙片，その他電子機器等を見ること．
イ スマートフォンなどの電子機器類を使用すること．
ウ 他の人の答案をのぞきみること，または故意にそれを許すこと．
エ 試験の内容に関して私語をすること．
オ その他社会通念上受験者として正当でないと思われる行為をすること．

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