【 2007 年度 授業概要】

科　　　目			数値流体力学 ( Numerical Fluid Dynamics )
担当教員			柿木 哲哉
対象学年等			全専攻・2年・前期・選択・2単位 ( 学修単位II )
学習・教育 目標			工学系複合プログラム	ＪＡＢＥＥ基準１（１）
			A-4-2(100%)	(d)1,(d)2-a,(d)2-d,(g)
授業の概要 と方針			コンピューターの手軽な利用環境のもとで，水，空気，電磁流体などの流体運動を数値的に解くための基礎式やその解法を説明し，具体的なテーマの課題を解く
到 達 目 標		1	【A-4-2】　 流れの現象を物理的観点から理解し，数学的に方程式で表現できる。
		2	【A-4-2】　 方程式の離散化と差分化ができる。
		3	【A-4-2】　 流れ関数法を用いた完全流体場中の矩形体周りの流れ場についての数値計算ができる。
		4	【A-4-2】　 渦度・流れ関数法を用いた粘性流体場中の矩形体周りの流れ場についての数値計算ができる。
		5	【A-4-2】　 波状底面地形上の流れ場をσ座標系で解ける。
		6	【A-4-2】　 sola法を用いて平面2次元中に生成されるカルマン渦列の数値計算ができる。
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評 価 方 法 と 基 準	到 達 目 標 毎	1	流れの現象を物理的観点から理解し，数学的に方程式で表現できるか，定期試験で評価する。
		2	方程式の離散化と差分化ができるか定期試験で評価する。
		3	流れ関数法を用いた完全流体場中の矩形体周りの流れ場についての解析結果をレポートで評価する。
		4	渦度・流れ関数法を用いた粘性流体場中の矩形体周りの流れ場についての解析結果をレポートで評価する。
		5	波状底面地形上の流れ場をσ座標系で解いた結果をレポートで評価する。
		6	sola法を用いて平面2次元中に生成されるカルマン渦列の解析結果をレポートで評価する。
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	総 合 評 価		成績は，試験50%　レポート50%　として評価する。100点満点で60点以上を合格とする。
テキスト			プリント
参考書			流体力学：日野幹雄（朝倉出版）
関連科目			応用数学，水力学，電磁流体，水理学
履修上の 注意事項			FORTRAN，C，Pascalなどのプログラム言語のいずれかが使える必要がある。

【授業計画（ 数値流体力学 ）】

回	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	流体現象の数学的記述
	連続式，実質加速度の講義
2	流体現象の数学的記述
	運動量の保存則の講義
3	流体現象の数学的記述
	流体の変形の講義
4	流体現象の数学的記述
	流れ関数，速度ポテンシャルの講義
5	差分法による流れの解析
	式の離散化の講義
6	ポテンシャル流れの解析
	差分化と解法の講義
7	完全流体場の計算
	完全流体場におかれた矩形体の周りの計算
8	粘性流体場の計算
	渦度・流れ関数法の解法の講義
9	粘性流体場の計算
	粘性流体場に置かれた矩形体周りの計算
10	座標変換の考え方
	一般座標系の変換についての講義
11	座標変換の種類
	σ座標系の扱いに関する講義
12	座標変換を用いた計算
	波状底面地形上の流れ場の計算
13	Sola法について
	Sola法の基礎式の講義
14	Sola法の適用について
	Sola法の計算手順と境界条件の扱いの講義
15	カルマン渦列の計算
	水平場に置かれた物体からのカルマン渦の再現計算
備 考	中間試験は実施しない。定期試験を実施する。