授業情報/Course information

開講学期/Course Start 2016年度/Academic Year  前期/First
開講曜限/Class period 火 /Tue  5 , 火 /Tue  6
授業区分/Regular or Intensive 週間授業
対象学科/Department 博士前期課程生産システム工学系専攻
対象学年/Year 1年,2年
授業科目区分/Category 博士前期課程 大学院自専攻科目
必修・選択/Mandatory or Elective 必修
授業方法/Lecture or Seminar 講義
授業科目名/Course Title 数値流体力学特論
単位数/Number of Credits 1.0
担当教員名/Lecturer 齋藤 務 (生産システム工学系専攻航空宇宙総合工学コース)
時間割コード/Registration Code MP210
連絡先/Contact 齋藤 務(教員室 A207: Tel. 0143-46-5354: E-mail saito@mmm.muroran-it.ac.jp)
オフィスアワー/Office hours 齋藤 務(火曜日 15:00 ~ 17:00)
更新日/Date of renewal 2016/04/11
授業のねらい
/Learning Objectives
流体力学の基礎方程式を計算機上で数値積分して、流れや波動の様子を調べる学問分野を数値流体力学という。この授業では数値流体力学で最も標準的に行われている有限差分法と有限体積法についてその基礎概念と適用法について学習する。
Basic equations of flud dynamics are solved numerically by using computers in the Computational Fluid Dynamics (CFD). This lecture introduces how the mathematical models of fluid flows are transformed into computer programs using finite difference methods or finite volume method.  
到達度目標
/Outcomes Measured By:
1.有限差分の原理を理解し、(編)微分方程式を解く方法を理解する。
2.有限体積法の原理を理解し、(偏)微分方程式を解く方法を理解する。
3.流体力学の双曲型偏微分方程式とそのリーマン解について理解する。
1. Understand the principle of solving partial difference equations with a Finite Difference Method.
2. Understand the principle of solving partial difference equations with a Finite Volume Method.
3. Understand hyperbolic equations of fluid flows and their Riemann solutions.
授業計画
/Course Schedule
1週目 ガイダンス、差分法の基礎
2週目 微分項の差分表示と有限差分法
3週目 有限体積法の原理
4週目 数値流束の評価方法
5週目 リーマン問題とその解
6週目 リーマン問題の解法
7週目 リーマン解の数値コードへの適用
No.1  Guidance.    Introduction of the finite difference method.
No.2  Finite difference expressions of differential terms.
No.3  Principle of the finite volume method.
No.4  Metods of evaluating numerical fluxes.
No.5  Riemann problem and its solutions
No.6  Method of solving Riemann problem
No.7  Implementation of the Rirmann solutions into the numerical code.
参考書等
/Required Materials
Riemann solvers and numerical methods for fluid dynamics : a practical introduction Eleuterio F. Toro  Springer 1997(ISBN:3540616764)
Computational fluid mechanics and heat transfer Dale A. Anderson, John C. Tannehill, Richard H. Pletcher  Taylor & Francis 1984Computational fluid mechanics and heat transfer Dale A. Anderson, John・・・(ISBN:0891164715)
教科書・参考書に関する備考 教科書は用いず、参考書を中心としたノートにより講義する。
This lecture is given according to a note that is based on relevant reference materials.
成績評価方法
/Grading Guidelines
提出レポートによって評価する。 課題は最終講義で示す。
Student's marks is evaluated with the submitted report.  Marks more than 60% is required to get the credit.
履修上の注意
/Notices
不合格者は次年度再履修とする. 
No makeup tests are given. Those who have failed must take the course next year again.  
教員メッセージ
/Message from Lecturer
講義回数が少ない割に新しい事柄が多く盛り込まれているので、しっかり勉強すること。
Many new ideas are taught in only seven lectures. Students are expected to study hard.
学習・教育目標との対応
/Learning and Educational Policy
航空宇宙システム工学専攻の教育目標にある、”基礎・要素技術をシステムに構築する素養を身に付けた人材を育成する”という目標に沿って行われる。
The background aim of this lecture is to bring up the person who is able to use basic/elemental technolgies into a useful system.  
関連科目
/Related course
流体力学、空気力学等、流体系の講義科目
Fluid dynamics, Compressible fluid dynamics, etc.
備考
/Notes
この授業は、日本語が不得意な者が1/2以上の場合には英語で行うが、それ以外は日本語で行う。
This couse is taughta in English if more than 1/2 of students are non-Japanese.
Otherwise, it is taught in Japandese.
No. 回(日時)
/Time (date and time)
主題と位置付け(担当)
/Subjects and instructor's position
学習方法と内容
/Methods and contents
備考
/Notes
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