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資料種別 図書

数値流体力学 : 複雑流れのモデルと数値解析

標宣男 [ほか]著

詳細情報

タイトル 数値流体力学 : 複雑流れのモデルと数値解析
著者 標宣男 [ほか]著
著者標目 標, 宣男, 1943-
出版地(国名コード) JP
出版地東京
出版社朝倉書店
出版年月日等 1994.9
大きさ、容量等 276p ; 22cm
注記 各章末: 参考文献
ISBN 4254200811
価格 5974円 (税込)
JP番号 95002275
出版年(W3CDTF) 1994
件名(キーワード) 数値流体力学
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NDLC MC75
NDC(8版) 423.8
対象利用者 一般
資料の種別 図書
言語(ISO639-2形式) jpn : 日本語

目次
 

  • 数値流体力学複雑流れのモデルと数値解析
  • 目次
  • 1. 序論 1
  • 1.1 複雑流れとは何か 1
  • 1.2 本書の特徴と目的 2
  • 2. 単相流の物理・数学モデル 4
  • 2.1 単相流の定義と本書の取り扱い範囲 4
  • 2.2 単相流の物理と基礎方程式 4
  • 2.2.1 保存則 4
  • 2.2.2 実質微分 5
  • 2.2.3 連続の式 6
  • 2.2.4 運動量保存式 6
  • 2.2.5 エネルギー保存式 8
  • 2.2.6 熱伝導の式 10
  • 2.3 座標系 10
  • 2.3.1 基本的な座標系 10
  • 2.3.2 BFC(境界適合座標) 11
  • 2.4 境界条件 12
  • 2.4.1 固体壁面上の境界条件 12
  • 2.4.2 気ー液,気ー気,液ー液界面の境界条件 13
  • 2.4.3 無限遠の境界条件 13
  • 2.4.4 流入境界,流出境界 13
  • 3. 乱流モデル 15
  • 3.1 乱流の物理 15
  • 3.1.1 乱流とは 15
  • 3.1.2 流れが乱れる理由 15
  • 3.1.3 乱流を計算する理由 16
  • 3.2 乱流の計算モデル 17
  • 3.3 場の方法 18
  • 3.3.1 Reynolds平均 19
  • 3.3.2 0方程式モデル 22
  • 3.3.3 1方程式モデル 24
  • 3.3.4 2方程式モデル 24
  • 3.4 格子平均モデル 30
  • 3.4.1 Kolmogorovの相似則 30
  • 3.4.2 フィルタ 32
  • 3.4.3 フィルタリングした基礎方程式 32
  • 3.4.4 0方程式モデル 34
  • 3.4.5 1方程式モデル 39
  • 3.5 高次精度風上差分 40
  • 4. 自由液面の計算モデル 44
  • 4.1 自由液面の物理 44
  • 4.1.1 自由液面の満たすべき物理条件 44
  • 4.1.2 液面曲率半径の計算 48
  • 4.2 自由液面位置の計算モデル 50
  • 4.2.1 液面位置計算のための各種モデル 50
  • 4.2.2 VOF法 53
  • 4.3 自由液面モデルの数値計算 55
  • 4.3.1 VOF関数の数値解法 55
  • 4.3.2 自由液面の形状計算 56
  • 4.3.3 セル境界におけるVOF関数の計算 59
  • 4.4 非圧縮性流れ計算のアルゴリズムと自由液面モデル 61
  • 4.5 自由液面の存在と乱流効果 63
  • 5. 物質移動 66
  • 5.1 物質移動の基礎方程式 66
  • 5.2 化学種の移動解析 67
  • 5.3 エアロゾルの挙動解析モデル 67
  • 5.3.1 エアロゾル粒子の移動速度 68
  • 5.3.2 重力沈降 68
  • 5.3.3 熱泳動 69
  • 5.3.4 拡散泳動 70
  • 5.3.5 その他 70
  • 6. 燃焼・化学反応 72
  • 6.1 化学反応を伴う流れ解析の基礎 72
  • 6.1.1 化学反応 73
  • 6.1.2 反応熱 74
  • 6.1.3 反応性流体の基礎式(層流の場合) 75
  • 6.1.4 乱流に対する基礎式 75
  • 6.2 化学反応モデル 77
  • 6.2.1 素反応モデル 77
  • 6.2.2 総括反応モデル 79
  • 6.2.3 平衡モデル 80
  • 6.3 乱流燃焼モデル 83
  • 6.3.1 燃焼化学反応を伴う乱流計算へのkーε法の適用 83
  • 6.3.2 乱流燃焼の反応モデル 84
  • 6.4 液体/固体燃焼モデル 85
  • 6.4.1 噴霧燃焼モデル(液滴燃焼モデル) 85
  • 6.4.2 固体微粒子燃焼モデル 91
  • 6.5 物性値 92
  • 6.5.1 物性の物理 92
  • 6.5.2 粘性係数 93
  • 6.5.3 熱伝導度 94
  • 6.5.4 拡散係数 95
  • 6.6 計算上の問題点とテクニック 96
  • 6.6.1 反応項を含む保存式の計算に陰解法を用いる方法(生成項の線形化) 97
  • 6.6.2 オペレータスプリッティング(反応項と対流項を分離する方法) 98
  • 7. 数値計算法 104
  • 7.1 数学的基礎 104
  • 7.1.1 偏微分方程式の適切性 104
  • 7.1.2 差分方程式の収束性,適合性,安定性 107
  • 7.1.3 安定条件の現実的問題への適用上の注意ー時間刻み幅の制限 119
  • 7.2 時間差分法 120
  • 7.2.1 偏微分方程式と時間差分 120
  • 7.2.2 AdamsーBashforth型の解法 121
  • 7.2.3 有理RungeーKutta法 122
  • 7.3 空間差分法 128
  • 7.3.1 非圧縮性流れのスキーム 128
  • 7.3.2 圧縮性流れのスキーム 136
  • 7.4 差分アルゴリズム 146
  • 7.4.1 差分アルゴリズムの選択 146
  • 7.4.2 非圧縮性流れの解法ーSMAC法 147
  • 7.4.3 圧縮性を考慮した非定常流れの解法ーSIMPLE法 155
  • 7.4.4 定常解の計算手法 164
  • 7.5 境界条件の処理方法 169
  • 7.5.1 境界が壁面である場合 169
  • 7.5.2 境界が流入口である場合 172
  • 7.5.3 境界が流出口である場合 173
  • 7.6 行列解法 173
  • 7.6.1 線形方程式の高速解法の必要性 173
  • 7.6.2 共役勾配法系解法とは 174
  • 7.6.3 CG法系解法の進展 176
  • 7.6.4 前処理 179
  • 7.7 格子生成法 184
  • 7.7.1 実空間と写像空間 184
  • 7.7.2 格子の種類 185
  • 7.7.3 格子生成法 186
  • 7.7.4 偏微分方程式のメトリック変換 191
  • 8. 並列化プログラミング 197
  • 8.1 並列処理,ベクトル処理とスーパーコンピュータ 197
  • 8.1.1 並列処理,並列計算機とは 197
  • 8.1.2 ベクトル処理とスーパーコンピュータ 200
  • 8.1.3 陽解法,陰解法の並列性 204
  • 8.2 並列,ベクトル処理向きプログラム構造 205
  • 8.2.1 概説 205
  • 8.2.2 ベクトル化のレベル 207
  • 8.2.3 プログラム構造の変更事例 207
  • 8.3 αーFLOWコードの並列・ベクトル処理効果 213
  • 8.3.1 計算時間の分布 213
  • 8.3.2 並列計算方法 214
  • 8.3.3 並列計算による速度向上倍率予測 214
  • 8.4 CG法系解法の並列計算手法 215
  • 8.4.1 CG系アルゴリズムの並列計算 215
  • 8.4.2 同期待ちを減らすための工夫 216
  • 8.4.3 並列CGアルゴリズム(sーstep CG) 217
  • 8.4.4 ツイスト行列に分解する方法 218
  • 9. さまざまな流れの計算の具体例 221
  • 9.1 非圧縮性流れの計算 221
  • 9.1.1 具体的な計算手順 221
  • 9.1.2 計算の具体例 223
  • 9.2 非圧縮性流れ(境界適合座標系)の計算 227
  • 9.2.1 具体的な計算手順 227
  • 9.2.2 計算の具体例 228
  • 9.3 圧縮性流れの計算 242
  • 9.3.1 具体的な計算手順 242
  • 9.3.2 計算の具体例 244
  • 9.4 自由液面を伴った流れの計算 253
  • 9.4.1 具体的な計算手順 253
  • 9.4.2 計算の具体例 254
  • 9.5 物質移動を伴った流れの計算 258
  • 9.5.1 具体的な計算手順 258
  • 9.5.2 計算の具体例 259
  • 9.6 燃焼化学反応を含む流れの計算 263
  • 9.6.1 具体的な計算手順 263
  • 9.6.2 計算の具体例 264
  • 索引 271

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