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開講学期 Course Start |
2011年度 後期 |
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授業区分 Regular or Intensive |
週間授業 |
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対象学科 Department |
機械航空創造系学科 航空宇宙システム工学コース |
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対象学年 Year |
３学年 |
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必修・選択 Mandatory or Elective |
選択 |
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授業方法 Lecture or Seminar |
講義 ＋ 課題（プログラムの作成・実行を含む） |
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授業科目名 Course Title |
数値流体力学 |
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単位数 Number of Credits |
2 |
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担当教員 Lecturer |
齋藤 務 |
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教員室番号 Office |
A207 |
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連絡先(Tel) Telephone |
0143-46-5354 (内線5354) |
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連絡先(E-mail) |
saito＠mmm.muroran-it.ac.jp |
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オフィスアワー Office Hour |
火曜日 １５：００ ~ １７：００ |
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授業のねらい Learning Objectives |
航空宇宙工学に関連する超音速流れの諸問題を解決するためには，複雑形状周りにおける圧縮性流体の振る舞いの詳細を研究する必要があるが，計算機の性能向上にともない，従来の理論，実験に基づく研究手法に加えて計算機を用いた数値流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）の重要性が高まっている． CFDを用いて流体の振る舞いを研究するためには，流体力学のみならず，計算機の利用上必要となる様々な知識を習得する必要がある．本授業では，流体力学の理論を計算機にのせて流体の運動を数値的に模擬する方法を学ぶ． |
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到達度目標 Outcomes Measured By: |
1. 物理現象は（偏）微分方程式で表現されることを理解し，偏微分方程式は物理的性質によって分類されることを理解する． ２．偏微分方程式を差分により離散的に表現して計算機で処理する事を理解する． ３．いくつかの特徴的な熱流体問題の数値解法を理解する． ４．計算機の取り扱いに習熟する． |
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授業計画 Course Schedule |
総授業時間数：22.5時間 第 1 週： 数値解析で扱う偏微分方程式の分類とその物理的意味 第 2 週： 偏微分方程式の差分表示 第 3-4 週： 方物型微分方程式（境界層方程式）の数値解法 第 5 週： 解の安定性 第 6-7 週： 楕円型微分方程式（熱伝導方程式）の数値解法 第 8-10 週： 双曲型微分方程式（波動方程式）の数値解法 第 11 週： 計算機プログラミング 第 11-13週： 簡略化したNavier-Stokes方程式の数値解法 第 14 週： 数値計算格子の生成 第 15 週： 期末試験 |
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教科書 Required Text |
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参考書 Required Materials |
桑原邦郎 川村哲也 著 流体計算と差分法 朝倉書店 ＃ 戸川隼人 著 微分方程式の数値計算 オーム社 ＃ D. A. Anderson, J.C. Tannehill, R.H. Pletcher 著 Computational Fluid Mechanics and Heat Tansfer, HEMISPHERE PUBLISHING CORPORATION |
| 教科書・参考書に関する備考 | 授業は講義ノートに沿って行い，教科書はない． |
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成績評価方法 Grading Guidelines |
課題の成績（３０点満点），期末試験の成績（７０満点）を総合し，６０点以上を合格とする． |
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履修上の注意 Please Note |
再試験は行わない． |
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教員メッセージ Message from Lecturer |
数学，物理の知識と，計算機の利用技術が求められるため，毎回内容をしっかりと理解し，疑問点を残さないことが大切． 出席する事が基本であるが，出席するだけでは単位獲得は難しい． |
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学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy |
航空宇宙システム工学コースの学習・教育目標の項目２．（航空宇宙システム工学分野に必要な様々な知識、技術の習得）および、項目５．（自発的、継続的に学習する能力を習得）に対応している。 |
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関連科目 Associated Courses |
空気力学基礎理論，圧縮性流体力学，プログラミング入門 |
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備考 Remarks |