計算力学

科目基礎情報

学校	苫小牧工業高等専門学校	開講年度	平成29年度 (2017年度)
授業科目	計算力学
科目番号	M5-2570	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	機械工学科	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	後期:2
教科書/教材	教科書：指定なし / 教材：松下 洋介 他，数値流体力学(第2版) ，森北出版株式会社；Joel H. Ferziger, Milovan Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics 3rd Edition, Springer
担当教員	小薮 栄太郎

到達目標

1)　数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．
2)　流れの基礎方程式，および粘性を考慮した流体の運動方程式（ナビエ・ストークス方程式）を理解できる．
3)　乱流現象および乱流への応用を理解できる．
4)　数値流体力学プログラムがどのようなものかを理解できる．
5)　内部および外部流れのCFD解析を，SOLIDWORKS Flow Simulationを使用して行うことが出来る．

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
1　数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．	数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．	数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．	数値流体力学による 数値解析の概要を理解できない．
2　流れの基礎方程式，および粘性を考慮した流体の運動方程式（ナビエ・ストークス方程式）を理解できる．	流れの基礎方程式，および粘性を考慮した流体の運動方程式（ナビエ・ストークス方程式）を理解できる．	流れの基礎方程式，および粘性を考慮した流体の運動方程式（ナビエ・ストークス方程式）を理解できる．	流れの基礎方程式，および粘性を考慮した流体の運動方程式（ナビエ・ストークス方程式）を理解できない．
3　乱流現象および乱流への応用を理解できる．	乱流現象および乱流への応用を理解できる．	乱流現象および乱流への応用を理解できる．	乱流現象および乱流への応用を理解できない．
4　数値流体力学プログラムがどのようなものかを理解できる．	数値流体力学プログラムがどのようなものかを理解できる．	数値流体力学プログラムがどのようなものかを理解できる．	数値流体力学プログラムがどのようなものかを理解できない．
5　内部および外部流れのCFD解析を，SOLIDWORKS Flow Simulationを使用して行うことが出来る．	内部および外部流れのCFD解析を，SOLIDWORKS Flow Simulationを使用して行うことが出来る．	内部および外部流れのCFD解析を，SOLIDWORKS Flow Simulationを使用して行うことが出来る．	内部および外部流れのCFD解析を，SOLIDWORKS Flow Simulationを使用して行うことが困難である．

学科の到達目標項目との関係

ＪＡＢＥＥ基準１　学習・教育到達目標 (d)(1) 専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする）の知識と能力

ＪＡＢＥＥ基準１　学習・教育到達目標 (e) 種々の科学，技術および情報を利用して社会の要求を解決するためのデザイン能力

学習目標 Ⅱ 実践性

学校目標 D（工学基礎） 数学，自然科学，情報技術および工学の基礎知識と応用力を身につける

学科目標 D（工学基礎） 数学，自然科学，情報技術および工業力学、材料力学、加工・材料学などを通して，工学の基礎知識と応用力を身につける

本科の点検項目 Ｄ－ⅲ 情報技術を利用できる

学校目標 E（継続的学習） 技術者としての自覚を持ち，自主的，継続的に学習できる能力を身につける

本科の点検項目 Ｅ－ⅱ 工学知識，技術の修得を通して，継続的に学習することができる

学校目標 F（専門の実践技術） ものづくりに関係する工学分野のうち，得意とする専門領域を持ち，その技術を実践できる能力を身につける

学科目標 F（専門の実践技術） ものづくりに関係する工学分野のうち，流体・熱・機械力学等力学関連科目、電気・計測等制御関連科目、設計技術関連科目、情報技術関連科目などを通して，得意とする専門領域を持ち，その技術を実践できる能力を身につける

本科の点検項目 Ｆ－ⅰ ものづくりや環境に関係する工学分野のうち，専門とする分野の知識を持ち，基本的な問題を解くことができる

教育方法等

概要:

1）　数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．
2）　流れの基礎方程式，および粘性を考慮した流体の運動方程式（ナビエ・ストークス方程式）を理解できる．
3）　乱流現象および乱流への応用を理解できる．
4）　数値流体力学プログラムがどのようなものかを理解できる．
5）　内部および外部流れのCFD解析を，SOLIDWORKS Flow Simulationを使用して行うことが出来る．

授業の進め方・方法:

授業は教員による説明，達成度評価試験，レポート作成で構成されます．成績は学期末試験（35%）と普段の学習状況（達成度評価試験：35％，レポート：30％）で総合して評価する．

注意点:

授業で配布する資料，例題問題，およびレポートにより自学自習に取り組むこと．なお予習を前提として，授業を進める．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	CFD解析とは	数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．
		2週	連続の式	質量保存則と連続の式を説明でき，連続の式を用いて流速と流量を計算できる．
		3週	流れの状態	定常流と非定常流の違いを説明でき，流線と流管の定義を説明できる．
		4週	オイラーの運動方程式	オイラーの運動方程式を説明できる．
		5週	ナビエ・ストークスの式	粘性を考慮した非圧縮性二次元流れの運動方程式を説明できる．
		6週	乱流理論の基礎1	乱流現象および乱流への応用を理解できる．
		7週	乱流理論の基礎2	乱流現象および乱流への応用を理解できる．
		8週	数値流体力学プログラム1	数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．
	4thQ
		9週	数値流体力学プログラム2	数値流体力学による 数値解析の概要を理解できる．
		10週	内部流れのCFD解析1	内部流れの例として，円管内の数値解析ができる．
		11週	内部流れのCFD解析2	内部流れの例として，円管内の数値解析ができる．
		12週	外部流れのCFD解析1	外部流れの例として，物体まわりの数値解析ができる．
		13週	外部流れのCFD解析2	外部流れの例として，物体まわりの数値解析ができる．
		14週	外部流れのCFD解析3	外部流れの例として，物体まわりの数値解析ができる．
		15週	定期試験
		16週

評価割合

	試験	達成度評価試験	レポート	合計
総合評価割合	35	35	30	100
基礎的能力	10	10	10	30
専門的能力	25	25	20	70