徳島文理大学

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徳島文理大学短期大学部

【科目名】    数値熱流体解析(Computational Heat and Fluid Analysis)

科目番号11350担当教員名新関　良樹単位2単位
科目群専門必修・選択選択開講期後期 対象年次3年
授業概要
本講義では、熱・流体に関する数値解析手法について学ぶ。熱・流体分野では数値解析が広く普及し、設計業務でも数値解析によって事前評価することが当たり前となっている。数値解析では、どんな計算をやってももっともらしい答えを得ることはできるが、物理現象をどのような支配法廷式にもとづいて、どのようなモデル化を導入しているか、どのようなアルゴリズムで計算をさせているか、などを知らないと扱いや評価を誤る。ここでは、支配方程式、物理現象のモデル化、数値解析アルゴリズムなどの基本を学んだうえで、市販ソフトを用いた実践問題の解析経験も実施する予定である。
到達目標
�｜亮院瞥�解）：コンピュータでの数値の扱いの特性を理解する．
��態度（関心・意欲）：物理現象のモデル化，シミュレーションの原理と成果に関心を持つ．
�５伺宗壁集宗法Э�学的な思考により，様々な問題を数値的に解く手法を身につけることができる．
�せ弭諭θ獣如�様々な課題に対し，数値解析を用いて解くことができ、さらにそれを正しく評価できるようになる．
授業計画授業形態授業時間外学習
【1】熱流体解析の基礎(基礎方程式と基本的なモデル化)配布資料を用いた講義配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。
【2】数値計算法の基礎配布資料を用いた講義、演習問題と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する。
【3】差分法の基礎、双曲型配布資料を用いた講義、Excdlによる実習と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する。
【4】差分法の基礎、放物型・楕円型配布資料を用いた講義、Excdlによる実習と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する。
【5】有限体積法の基礎配布資料を用いた講義、演習問題と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する。
【6】補間と微分のスキーム配布資料を用いた講義、演習問題と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する。
【7】乱流の取り扱い、乱流と直接解析(DNS)配布資料を用いた講義、演習問題と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する。
【8】乱流の取り扱い、乱流モデル配布資料を用いた講義、演習問題と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する。
【9】圧縮性流れ、解析格子の技術配布資料を用いた講義、演習問題と解説配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する
【10】ここまでの振返り小テストと問題解説を行う。こまでの授業内容の理解度を確認し、不十分な点は復習する。配布資料は事前にClassroomに掲示するので、これを用いた事前学習を行う。また、演習問題は授業でも解説するが、解答例をClassroomに掲示するので十分理解できるまで60分を目安に復習する
【11】熱流体解析の実際(コマーシャルコードによる問題解決)設計などで用いられるコマーシャルコードを用いて簡単な問題に取り組む。不明な点や改善点などをグループで議論しながら進める。課題や問題点に関する資料、コマーシャルコードの扱い方に関する資料はClassroomに掲示するので60分を目安に事前学習し、さらに実習での問題点の解決方法を復習する。
【12】熱流体解析の実際(コマーシャルコードによる問題解決)設計などで用いられるコマーシャルコードを用いて簡単な問題に取り組む。不明な点や改善点などをグループで議論しながら進める。課題や問題点に関する資料、コマーシャルコードの扱い方に関する資料はClassroomに掲示するので60分を目安に事前学習し、さらに実習での問題点の解決方法を復習する。
【13】熱流体解析の実際(コマーシャルコードによる問題解決)設計などで用いられるコマーシャルコードを用いて簡単な問題に取り組む。不明な点や改善点などをグループで議論しながら進める。課題や問題点に関する資料、コマーシャルコードの扱い方に関する資料はClassroomに掲示するので60分を目安に事前学習し、さらに実習での問題点の解決方法を復習する。
【14】熱流体解析の実際(コマーシャルコードによる問題解決)設計などで用いられるコマーシャルコードを用いて簡単な問題に取り組む。不明な点や改善点などをグループで議論しながら進める。次回、プレゼンの準備について授業中に出来なかった分を補足、追加する。また、資料を用いた発表練習を繰り返す。双方で90分を目安とする。
【15】解析結果事例の紹介、プレゼン解析結果について紹介し、問題点や改善方法を共有する。これまでの成果を分かりやすくプレゼン資料にまとめる工夫をする。また、60分を目安に他学生の発表内容の良いところを学んで復習し、今後に反映する。
評価方法
授業態度・授業中に出題した課題提出(振返り含む)60%、期末試験40%
教科書
指定しない。都度資料を配布する。
参考図書
数値計算法第2版　森北出版(前期　数値解析の教科書)
Computational Methods for Fluid Dynamics, J.H.Ferziger and M.Peric, Springer
備考
オフィスアワー　水曜　５限　理工学部１０号棟６F3601室
1984年〜2014年　株式会社東芝にてガスタービン、蒸気タービンなど火力発電用機器の開発に従事
2006年〜2014年　東京理科大学非常勤講師
2012年〜2014年　横浜国立大学大学院工学府客員教授
※　科目コード : ECNA311L