粒子法入門

粒子法入門

流体シミュレーションの基礎から並列計算と可視化まで C/C++ソースコード付
著者名 越塚 誠一
柴田 和也
室谷 浩平
発行元 丸善出版
発行年月日 2014年06月
判型 A5 210×148
ページ数 230ページ
ISBN 978-4-621-08834-0
Cコード 3053
NDCコード 534
ジャンル 機械・金属・材料 >  機械工学一般

内容紹介

粒子法は流体シミュレーションのために用いられる手法であり、近年国内外で商用コードが開発され、様々な分野で実用的な解析が行われるようになってきた。本書は粒子法の研究を始めようとしている学生や研究者、粒子法ソフトウェアを利用して解析を行いたい技術者に向けた入門書である。 まず基礎理論から丁寧に解説し、実際にソースコードを用いて粒子法シミュレーションを体感し、理解を確実なものにする。さらには表面張力や高粘性流体、乱流などの現象を解析する手法に加え、並列計算による高速化、計算結果の可視化まで解説し、実際の適用例をカラーで掲載することで、実践的においても有用な書籍となっている。

目次

1 序論
 1.1 粒子法とは
  1.1.1 空間と時間の離散化
  1.1.2 アルゴリズム
  1.1.3 粒子間相互作用モデル
 1.2 粒子法の特徴
 1.3 シミュレーションの品質
2 粒子法による流体シミュレーションの基礎
 2.1 粒子法の基礎の基礎
  2.1.1 粒子の位置の初期設定
  2.1.2 粒子の速度の初期設定
  2.1.3 粒子の動かし方
  2.1.4 粒子の加速度ベクトルの求め方
 2.2 粒子法の基礎理論
  2.2.1 粒子の質量
  2.2.2 支配方程式
  2.2.3 粒子数密度と重み関数
  2.2.4 偏微分演算子の近似方法
  2.2.5 半陰解法
 2.3 シミュレーションプログラム概説
  2.3.1 プログラムの内容
  2.3.2 コンパイルと実行の方法
  2.3.3 プログラムの各関数の解説
 2.4 よくある質問とその回答
3 粒子法による流体シミュレーションの発展的機能
 3.1 表面張力と濡れ性のポテンシャルモデル
 3.2 高粘性流体・非ニュートン流体
 3.3 乱流
 3.4 ポリゴンによる壁境界
 3.5 陽解法
4 粒子法の並列計算
 4.1 並列計算とは
 4.2 陽解法の数理モデル
 4.3 バケットデータ構造を利用したリンクリスト構造による近傍粒子探索法
 4.4 並列化されていない陽解法コード
 4.5 OpenMPによる並列計算
 4.6 CUDAによる並列計算
 4.7 MPIによる並列計算
5 粒子法の可視化
 5.1 可視化の重要性
 5.2 ParaView を用いた可視化
 5.3 Pov-Ray による可視化
 5.4 解析結果の可視化例
6 粒子法シミュレーションの適用例
 6.1 クーリングチャンネル付ピストンのオイルジェット解析
 6.2 スロッシング解析
 6.3 チェックバルブ解析
 6.4 遊星撹拌解析
 6.5 往復動ポンプオイルかき上げ解析
 6.6 2軸押出し解析
 6.7 高粘性流体撹拌解析
 6.8 ロール間スプレー解析
付録A ダウンロードと2,4章関連のリスト
 A.1 サンプルコードのダウンロード方法
 A.2 収録ファイルの一覧
 A.3 2章関連リスト
 A.4 4章関連リスト

定価:5,280円
(本体4,800円+税10%)
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