計算工学特論Ⅰ (D31A)

日本大学理工学部

2025年大学院理工学研究科シラバス - 海洋建築工学専攻

設置情報

科目名	計算工学特論Ⅰ 数値流体力学
設置学科	海洋建築工学専攻	学年	1年
担当者	近藤　典夫	履修期	前期
単位	2	曜日時限	水曜1
校舎	船橋	時間割CD	D31A
クラス

概要

学修到達目標	海洋建築関連の流体力学の一般的な基礎理論を修得するとともに、ナビエ・ストークス方程式へ数値計算手法を適用して、流体現象を捉える方法論を修得する。
授業形態及び授業方法	[対面授業] ・板書を中心に行うが、適宜、PPTの使用する。・流体力学の理論面と数値計算手法について講義する。・講義テキストを配布する。
準備学習（予習・復習等）の内容・受講のための予備知識	構造力学、海洋流体力学、海洋学を修得しておくことが望ましい。

授業計画

第1回	ガイダンス流体の分類　圧縮と非圧縮、粘性と非粘性	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第2回	ラグランジュ記述とオイラー記述、物質微分	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第3回	流体の連続方程式　圧縮流体と非圧縮流体の違い	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第4回	非粘性流体の運動方程式	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第5回	粘性応力、変形勾配テンソル　流体の応力の概念	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第6回	ナビエ・ストークス方程式	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第7回	水の運動を記述するナビエ・ストークス方程式	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第8回	構造物に作用する流体力	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第9回	数値計算手法の原理	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第10回	ナビエ・ストークス方程式の数値計算(1)：差分法と有限要素法	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第11回	ナビエ・ストークス方程式の数値計算(2)：人工粘性と安定化手法	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第12回	ナビエ・ストークス方程式の数値計算(3)：３次精度数値粘性	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第13回	浅水長波方程式の性質と数値解法	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第14回	粒子法	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間
第15回	時間数値積分　陽解法と陰解法	[事前学習]講義テキストを読んでおく [事後学習]講義ノートを読み返して理解を深める	[事前学習] 2時間 [事後学習] 2時間

その他

教科書	講義テキストを配布する。
参考資料コメント及び資料（技術論文等）	日野幹雄『流体力学』朝倉書店日本機械学会『流れの数値シミュレーション』コロナ社
成績評価の方法及び基準	演習問題とレポート提出で評価する
質問への対応	随時
研究室又は連絡先	近藤：1342室 kondo.norio@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	木曜船橋 12:30 ～ 13:00
学生へのメッセージ	海洋工学、耐風工学、数値解析について深く学習ができます。

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