コンピュータによる流体力学

コンピュータによる流体力学

原書名 Computational Methods for Fluid Dynamics
著者名 小林 敏雄
大島 伸行
坪倉 誠
発行元 丸善出版
発行年月日 2003年12月
判型・装丁 B5変
ページ数 432ページ
ISBN 978-4-621-06165-7
Cコード 3042
ジャンル 機械・金属・材料 >  機械工学一般

内容紹介

数値流体力学を使いこなすために必要な知識をコンパクトに解説。誤差の原因や評価のしかた、精度や信頼性を左右するのは何かを、豊富な計算例を挙げて解説。学生から技術者まで、流体解析を「ブラックボックス」として使うだけでなく、より良い結果を得るために一歩踏み込んで考えてみたい人に好適。

目次

第1章 流れの解析の基礎
 1.1 はじめに
 1.2 保存原理
 1.3 質量保存
 1.4 運動量保存
 1.5 スカラー量の保存
 1.6 方程式の無次元化
 1.7 簡略化された数学的モデル
 1.8 流れの数学的分析
 1.9 本書の概要
第2章 数値計算法の基礎
 2.1 流体力学的問題へのアプローチ
 2.2 CFDとは何か?
 2.3 数値解析の可能性と限界
 2.4 数値解析法の構成要素
 2.5 数値解法の特性
 2.6 離散化手法
第3章 差分法
 3.1 はじめに
 3.2 基本的な考え方
 3.3 1次導関数の近似
 3.4 2次導関数の近似
 3.5 混合微分の近似
 3.6 その他の項の近似
 3.7 境界条件の設定
 3.8 代数方程式系
 3.9 離散化誤差
 3.10 スペクトル法の導入
 3.11 計算例
第4章 有限体積法
 4.1 はじめに
 4.2 表面積分の近似
 4.3 体積積分の近似
 4.4 補間と微分
 4.5 境界条件の設定
 4.6 代数方程式系
 4.7 計算例
第5章 線形方程式系の解法
 5.1 はじめに
 5.2 直接解法
 5.3 反復解法
 5.4 方程式系のカップリングとその解法
 5.5 非線形方程式の解法
 5.6 緩和修正法
 5.7 収束判定基準と反復誤差
 5.8 計算例
第6章 非定常問題の解法
 6.1 はじめに
 6.2 常微分方程式の初期値問題の解法
 6.3 一般輸送方程式への応用
 6.4 計算例 
第7章 ナビエ・ストークス方程式の解法
 7.1 ナビエ・ストークス方程式の特徴
 7.2 格子上の変数の位置
 7.3 圧力の計算
 7.4 その他の解法
 7.5 ナビエ・ストークス方程式の解法 
 7.6 圧力と非圧縮系に関する考察
 7.7 ナビエ・ストークス方程式の境界条件
 7.8 計算例
第8章 複雑な形状
 8.1 格子の選択
 8.2 格子生成
 8.3 測度成分の選択
 8.4 変数配置の選択
 8.5 差分法
 8.6 有限体積法
 8.7 コントロールボリュームに基づく有限要素法
 8.8 圧力修正方程式
 8.9 軸対称問題
 8.10 境界条件の設定
 8.11 計算例
第9章 乱流
 9.1 はじめに
 9.2 直接数値シミュレーション
 9.3 ラージエディシミュレーション
 9.4 レイノルズ平均モデル
 9.5 レイノルズ応力モデル
 9.6 VLES(Very Large Eddy Simulation)
第10章 圧縮性流れ
 10.1 はじめに
 10.2 任意マッハ数に対する圧力修正法
 10.3 圧縮性流れのための解法
第11章 数値解法の効率と精度の改善
 11.1 誤差解析と評価
 11.2 格子の優劣と最適化
 11.3 流れ場解析におけるマルチグリッド法
 11.4 適合格子法と局所的な格子の細分化
 11.5 CFDにおける並列計算
第12章 その他の問題
 12.1 はじめに
 12.2 熱物質伝達
 12.3 流体の物性値が変化する流れ
 12.4 移動格子
 12.5 自由表面流れ
 12.6 気象学、海洋学への応用
 12.7 混相流
 12.8 燃焼

定価:本体4,800円+税
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