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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 航空宇宙工学専攻 航空宇宙流体力学

航空宇宙流体力学

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科目ナンバリング
  • G-ENG07 6G411 LJ77
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 月4
教員
  • 大和田 拓(工学研究科 准教授)
  • 杉元 宏(工学研究科 講師)
授業の概要・目的 航空宇宙技術分野で遭遇する衝撃波等の不連続面を伴う高速気流の解析方法についての基礎を習得することを目標とする。まず、気体力学および分子気体力学の基礎理論を講述し、高速気流解析の中核をなすリーマン問題の気体論的取り扱いを説明した後、圧縮性流体方程式の高解像度気体論スキームの導出を講述する。さらに、格子ボルツマン法や中程度の希薄度の解析法等について解説する。
到達目標 数値計算のHow to だけを理解するのではなく、その原理を正しく理解し、実際に計算を独力で行えるようになること、そしてさらにその原理を正しく伝えることができるようになることを目標に掲げたい。
授業計画と内容 圧縮性Euler方程式の弱い解,5回,1. 基礎方程式、2. 滑らかな解、3. 弱い解および不連続面(衝撃波、接触不連続面)における跳びの条件、5.時間逆行性、6. エントロピー条件。
Riemann問題の解の構成,4回,1. Burgers方程式の特性の理論およびRiemann問題の解、2. Euler方程式の特性の理論、3. 単純波、衝撃波、接触不連続面、4. Euler方程式のRiemann問題の解の構成。
数値解法の基礎,3回,1. Godunov法、2.Lax-Friedrichsスキーム、3.Lax-Wendroffスキーム、4.線の方法、5.スキームの線形安定性。
数値解法,3回,1. 1.Riemann問題の気体論的取り扱いとその一般化、2. 圧縮性Euler方程式の衝撃波捕獲スキーム、3. Navier-Stokes方程式への拡張、4. 非圧縮性流体の漸近的数値解法等。
成績評価の方法・観点 受講者には講義の進行に合わせ、数回の数値計算等のレポート提出を課し、これによって評価する。
履修要件 流体力学、気体力学、大学1,2年で習得する微分・積分。
教科書
  • なし
参考書等
  • A.J. Chorin & J.E. Marsden: A Mathematical Introduction to Fluid Mechanics,R.J.Leveque: Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems,E.F. Toro: Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid DynamicsA Practical Introduction