授業情報／Course information

開講学期／Course Start 2024年度／Academic Year 　 前期／First
開講曜限／Class period 水/Wed　5 , 水/Wed　6
授業区分／Regular or Intensive 週間授業
対象学科／Department
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 講義科目
授業科目名／Course Title 数値流体力学特論／Advanced Computational Fluid Dynamics
単位数／Number of Credits 1
担当教員名／Lecturer 畠中　和明 (創造工学科航空宇宙工学コース)
時間割コード／Registration Code MR208
連絡先／Contact 畠中　和明(A207、TEL：0143-46-5354、e-mail：hatnac＠muroran-it.ac.jp)
オフィスアワー／Office hours 畠中　和明(毎週月曜日10:00～12:00)
実務経験／Work experience 畠中　和明(企業において関連する数学知識を要する計測・制御ソフトウェア設計・製作に携わった在職経験及び流体関連シミュレーションソフトウェア設計・製作に携わった在職経験を有する)
更新日／Date of renewal 2024/02/19
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、（偏）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		 総授業時間数（実時間） 12時間
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, 8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, No.8 Implementation of the Rirmann solutions into the numerical code.

各回の学修時間の目安は，事前・事後合わせて４時間必要です。
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		 原則，すべての講義に出席すること。
授業の変更や緊急時の連絡はメールで通知する。
不合格者は次年度再履修とする．
In principle, attendance at all lectures is required.
In case of emergency, you will be notified by e-mail.
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		 英語希望留学生の履修登録がある場合、英語と日本語を併用した授業を行う。
This course is taught in English and Japanese if there are international students who take the English course.
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
該当するデータはありません
Active learning 1-1
／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等）
Active learning 1-2
／上記項目に係るALの度合い 		該当なし
Active learning 2-1
／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等）
Active learning 2-2
／上記項目に係るALの度合い 		該当なし
Active learning 3-1
／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等）
Active learning 3-2
／上記項目に係るALの度合い 		該当なし