数値流体力学概論

流れ学IとIIで基本的な流体力学の知識を習得するが，これらを応用し，シミュレーション（数値流体力学 : Computational Fluid Dynamics，以下「CFD」）をおこなうための基礎を学習する．「CFD」について，まず最も重要な概念である偏微分方程式の解法を流体の基礎式を踏まえ理解し，その解法とプログラム作成方法に重点を置きながら学習する．
管路流れの事例を題材にし，条件の簡略化，メッシュ生成，境界条件設定，数値解法の選択，ポスト処理などの一連の流れをMATLABによるプログラミングと流体解析ソフトANSYS Fluentを用いて学習する．

	【授業計画】	【授業時間外課題（予習および復習を含む）】
1.	「流体力学から数値流体力学へ」・イントロダクション・CFDの概要を理解	シラバスを確認する
2.	「保存式の定式化」・質量保存式（連続の式）・運動量保存式（運動方程式）・エネルギー保存式	流れ学?，流れ学?の復習
3.	「常微分方程式と偏微分方程式の基礎」	常微分方程式の解法の復習
4.	「有限体積法による数値解法1」・保存式の離散化・スタッガード格子・輸送と補間（差分法）	2，3回目の講義内容を復習
5.	「有限体積法による数値解法2（圧力・速度の連成解法）」・SIMPLE法・MAC法	4回目の講義内容を復習
6.	「管路流れ問題の説明と各解析手法によるアプローチ」	ハーゲン・ポアズイユ流れの関係式を復習
7.	「流体問題を解析するためのMATLABプログラミング」・MATLABの使用方法	MATLABのマニュアル，操作方法などのチュートリアルに目を通す
8.	「MATLABによる管路流れ問題の解法」	6，7回目の講義内容を復習
9.	「ANSYS Fluentによる管路流れ問題の解法1」・設定の流れ・メッシュ生成	ANSYS Fluentのマニュアル，操作方法などのチュートリアルに目を通す
10.	「ANSYS Fluentによる管路流れ問題の解法2」・ソルバー設定・ポスト処理	ANSYS Fluentのマニュアル，操作方法などのチュートリアルに目を通す
11.	「ANSYS Fluentによる管路流れ問題の解法3」・3Dメッシュ生成・Tipsなど	ANSYS Fluentのマニュアル，操作方法などのチュートリアルに目を通す
12.	「ANSYS Fluentによる演習1」・演習課題への取り組み1. 演習問題の選択と分析	9，10，11回目の講義内容を復習
13.	「ANSYS Fluentによる演習2」・演習課題への取り組み2. 演習問題の解析	9，10，11回目の講義内容を復習
14.	「ANSYS Fluentによる演習3」・演習課題への取り組み3. レポート作成	9，10，11回目の講義内容を復習
15.	「学生による演習課題解析結果のプレゼンテーションとまとめ」	プレゼンテーションの準備

開講部	システム理工学部
開講学科	機械制御システム学科
開講学年	3年次
開講時期	前期
単位数	2
単位区分	選択
系列区分	専門
講義区分	講義

Q0066000

授業の概要

達成目標

授業計画

評価方法と基準

教科書・参考書

履修登録前の準備

オフィスアワー、質問・相談の方法

環境との関連

地域志向

社会的・職業的自立力の育成

アクティブ・ラーニング科目

1.	流体力学から数値数体力学の考え方を身につける
2.	汎用ソフトを使用して簡単な流体解析をおこなうことができる
3.	問題が生じたときの解決方法を自ら考え，対処することができる