| 科目名[英文名] | |||||
| 流体力学特論Ⅰ [Advanced Fluid Mechanics I] | |||||
| 区分 | 前期課程科目 | 選択必修 | 単位数 | 2 | |
| 対象学科等 | 対象年次 | ～ | 開講時期 | 1学期 | |
| 授業形態 | 1学期 | 時間割番号 | 1060303 | ||
| 責任教員 [ローマ字表記] | |||||
| 亀田 正治 [KAMEDA Masaharu] | |||||
| 所属 | 工学部 | 研究室 | メールアドレス | ||
| 概要 |
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<概要> 流体力学の研究を行う上で必要と思われる２つのテーマを取り上げる． （１）計測の不確かさ・・・物理量を計測する過程にはさまざまな「誤差要因」が存在する．アメリカ機械学会がまとめた「計測の不確かさ」（丸善）の基づき，この誤差を定量的に評価する手段を学ぶ． （２）計算流体力学(CFD)・・・圧縮性流れ（波動）の数値解析を念頭に置き，基礎方程式，線形編微分方程式の解，差分法の基礎，圧縮性流れCFDの実際を学ぶ． |
| 到達基準 |
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以下の２点， （１）「計測の不確かさ」を見積もる手段を身に着けたか？ （２）「差分法」による偏微分方程式の数値計算法，特に，座標変換，離散化，差分法の安定性が理解できているか？ を基準として，成績評価を行う． ディプロマポリシーの観点：履修案内のカリキュラムマップを参照． |
| 授業内容 |
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第１週 オリエンテーション 第２週 1-1 計測の不確かさ 誤差と不確かさ，測定装置の基本性能（分解能，感度，測定範囲，確度，精度） 第３週 1-2 不確かさ解析（１） 統計論に基づく単一の測定量のばらつきの評価，誤差の伝播 第４週 1-2 不確かさ解析（２） アメリカ機械学会規約「計測の不確かさ」に基づく解析法（講義（１）） 第５週 1-2 不確かさ解析（３） アメリカ機械学会規約「計測の不確かさ」に基づく解析法（講義（２），演習（１）） 第６週 1-2 不確かさ解析（４） アメリカ機械学会規約「計測の不確かさ」に基づく解析法（演習（２）） 測定した物理量の不確かさは，実験の計画・実施・評価の際に必要不可欠である．データの不確かさを正しく知ることで，はじめて，そのデータを工学的応用（理論式と比較する，経験式を導き出す，など）に有効に使える． 第７週 2-1 流体力学の基礎方程式 検査体積，流体に働く力，質量・運動量・エネルギー保存則，状態方程式 第８週 2-2 線形波動 波動方程式（音波），ダランベールの解，波動の減衰と分散 第９週 3-1 差分法の基礎 差分近似，中心差分と片側差分，陽解法と陰解法，差分解の安定性 第10週 3-2 線形編微分方程式の差分法 拡散方程式，移流方程式に対する差分法 第11週 4-1 Euler方程式 一次元Euler方程式の性質，特性曲線 第12週 4-2 Euler方程式の計算法 数値流束，Flux Difference Splitting法，空間差分項の高次精度化 計算流体力学（Computational Fluid Dyanmics）は，理論流体力学，実験流体力学に続く第３の研究アプローチ法である．最近３０年間で急速に発展し，現在までにほぼ基礎は固まっている．本講義では，CFDの習熟を目標として，基礎から実践的な内容までを概観していく． 第13週 予備日 第14週 予備日 第15週 期末試験 |
| 履修条件・関連項目 |
| 機械システム工学科学部講義（流体力学Ⅰ，流体力学Ⅱ，航空流体力学，微分方程式Ⅱ，コンピュータプログラミングⅢ）の内容をある程度理解していることが必要 |
| テキスト・教科書 |
| プリント配布 |
| 参考書 |
| アメリカ機械学会規約「計測の不確かさ」（丸善）; Alexandrou, Principles of Fluid Mechanics (Prentice-Hall); Holman, Experimental Methods for Engineers (7th ed) (McGraw-Hill); 河村哲也「偏微分方程式の差分解法」（東京大学出版会），藤井孝蔵「流体力学の数値計算法」（東京大学出版会） |
| 成績評価の方法 |
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レポート5回 (10×5 = 50点)，期末試験1回 (50点) の合計点が60点以上のものを合格とする．レポートはかならず自力で作成すること．教員がコピーだと判定した場合は，提出しても0点とする．実際の難易度は，備考２の成績分布を参照すること． オンライン講義期間を考慮した成績評価方法については，google classroomを通じて配布した最新の講義方針を参照すること． |
| 教員から一言 |
| 流体力学の研究・開発を志すものは，ある程度物理数学の知識が必要だと思われる． |
| キーワード |
| 流体力学 計測の不確かさ 偏微分方程式 差分法 |
| オフィスアワー |
| 平日の昼休み（11時45分から13時） |
| 備考１ |
| 備考２ |
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最近３年間の成績 平成28年度（受講者 60名）：S 5名，A 31名，B 17名，C 6名，D 1名 平成27年度（受講者 49名）：S 5名，A 24名，B 15名，C 4名．D 1名 平成26年度（受講者 56名）：S 8名，A 25名，B 10名，C 10名．D 3名 |
| 参照ホームページ |
| 開講言語 |
| 日本語 |
| 語学学習科目 |
| 更新日付 |
| 2021/03/31 16:50:30 |