圧縮性流体・CFD(数値流体力学)の基礎と高効率設計への応用 〜演習付〜

〜 圧縮性流体の特徴・基礎式と解き方、および圧縮性CFDの実用例 〜

・演習と応用例を通して、難解なCFD(数値流体力学)をマスターするための講座

・圧縮性流体とCFD(数値流体力学)を学び、実機の設計に活用するための特別講座!

講師の言葉

現実の流れ、特に航空宇宙機や車、エンジンなど様々な機器に関わる流れは圧縮性流体であり、この範疇では例えば衝撃波や音波を直接扱う事ができます。また、圧縮性流体と非圧縮性流体の解法は、前者は密度ベース解法、後者は圧力ベース解法とも呼ばれ、両者は大きく異なります。
本講義では、これらの違いを踏まえながら、圧縮性流体の特徴を初学者の方にも分かり易く説明します。その後、圧縮性流体の基礎式を扱います(理解を深めていただく為、紙と鉛筆を用いてご自身にて導出していただく時間を設けます。もちろん解説も行うので、できなくても心配要りません)。
そしてその基礎式を数値的に解く為の手法(有限体積法)を、代表的な具体例を交えながらひと通り説明し、最後に応用例や現状を紹介します。

セミナー詳細

開催日時
  • 2017年04月20日(木) 10:30 ~ 17:30
開催場所 日本テクノセンター研修室
カテゴリー 電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・圧縮性(つまり、密度ベース)CFD(数値流体力学)を基礎から勉強したい方、もしくは勉強し直したい方 ・圧縮性CFDをこれから使う予定のある方、検討中の方 ・非圧縮性(圧力ベース)CFDとの違いを知りたい方 ・圧縮性流体力学の基礎も冒頭で取り扱うので圧縮性流体に馴染みの無い方も大歓迎です
予備知識 ・必須ではありませんが,流体力学(少なくとも非圧縮流体)の知識がある方が理解は深まると思います。またプログラミングの知識や経験、もしくは流体に限らずシミュレーションの知識や経験があると、後半の有限体積法の内容を理解しやすいと思います
修得知識 ・圧縮性流体力学の基礎となる方程式や関係式 ・圧縮性(つまり、密度ベース)CFD(数値流体力学)の離散化(有限体積法)の概要と具体例 ・有限体積法の1ステップ内の流れ(離散化→高次精度→制限関数→流束計算→時間発展) ・圧縮性CFDの応用例(高速飛翔体などに適用した実例)、最新の状況と課題
プログラム

1. 圧縮性流体の基礎
  (1). 圧縮性流体の基礎
      a. 圧縮性、マッハ数、衝撃波の概要
      b.圧縮性流体と非圧縮性流体の違い

  (2). 圧縮性流体の基礎方程式
      a. 基礎となる熱力学的諸量(圧力、密度、温度、エネルギー、比熱比、
エントロピー、エンタルピー)
      b.圧縮性流体の基礎方程式(質量、運動量、全エネルギーの保存)
       【演習】(一部、導出過程を演習して頂きます)
  (3). 衝撃波
      a. 垂直衝撃波とその前後の関係(ランキン・ユゴニオの関係式)
       【演習】(一部、導出過程を演習して頂きます)
      b. 斜め衝撃波
      c. 反射衝撃波、非定常衝撃波

2. 圧縮性CFDの基礎
  (1). 圧縮性CFDの基礎1:圧縮性流体の基礎方程式の離散化(有限体積法)
      a. 基礎方程式(質量、運動量、全エネルギーの保存)のベクトル表記と、その離散化
      b. 有限体積法1ステップの概要(離散化→高次精度→制限関数→流束計算→時間発展)
  (2). 圧縮性CFDの基礎2:各手法の概要および具体例
      a. 高次精度(MUSCL法、最小二乗法、Green-Gauss法、WENO法)
      b.制限関数(minmod法、Van Albadaの方法, Venkatakrishnanの方法)
      c. 非粘性数値流束(Godunov法、Roe法、Van Leer法、AUSM法、SLAU法、SLAU2法)
      d. 粘性数値流束(中心差分法、Wangの方法)
      e. 時間発展(Runge-Kutta法、LU-SGS法、前処理付きLU-SGS法)
      f. その他(多次元への拡張、非構造格子、混相流)

3. 圧縮性CFDの高効率設計への応用と現状
  (1). 圧縮性CFDの実用例(高速飛翔体の空力解析等。最近の成果、文献等から紹介)
  (2). 圧縮性CFDの現状と課題

キーワード 圧縮性流体 エントロピー エンタルピー ランキン・ユゴニオ 有限体積法 粘性数値流束
タグ 機械機械要素流体解析
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 新宿第一生命ビルディング(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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