シラバス参照

科目名 流体システム特論2 
科目名(英字) Advanced Fluid System Engineering Ⅱ 
担当者氏名

鈴木 昌弘

対象研究科・専攻 理工学研究科交通機械工学専攻修士課程 
講義学期 後期 
単位数



準備学習・事後学習
毎回、事前にシラバスに記載してある内容について自分なりに調べておくこと(2時間程度)。さらに、毎回授業後、復習を行い、授業内容をレポート用紙などにまとめ理解を確実なものにしておくこと(2時間程度)。レポートについては、授業内で解説を行う。最終のレポートは、追・再試験終了後に研究室で個別に対応する。 
授業の概要と目的
高速鉄道の流体力学的諸問題の研究を行うにあたり、現車試験や模型実験とともに、数値シミュレーションも重要な手段となる。本授業では、流体システム特論1に引き続き、高速鉄道の流体問題を解くために必要な、数値シミュレーション法の基礎について解説する。また、高速鉄道における流体力学的諸問題とその対策法についても解説する。 
該当するCP(カリキュラム・ポリシー)およびDP(ディプロマ・ポリシー)
本授業はCP1.4およびDP1に該当する。 
科目ナンバリングコード
GTT11108 
到達目標
流体シミュレーションの基礎を理解する。また、高速鉄道における流体力学上の問題について、その物理的意味を理解し、説明できる。 
授業内容
番号 【項目欄】 【内容欄】
1. 双曲型偏微分方程式の数値解法1  双曲型偏微分方程式の差分解法について解説する。〇双曲型方程式の差分解法について説明できる。 
2. 双曲型偏微分方程式の数値解法2  双曲型偏微分方程式の差分解法のCFL条件について解説する。〇CFL条件について説明できる。 
3. 双曲型偏微分方程式の数値解法3  双曲型偏微分方程式の差分解法について解説するとともに、Excelを用いて演習を行う。〇Excelを用いて双曲型方程式が解ける。 
4. 非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の数値解法1  非圧縮性ナビエ・ストークス方程式のひとつである渦度・流れ関数法について解説する。〇渦度・流れ関数法について説明できる。 
5. 非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の数値解法2  非圧縮性ナビエ・ストークス方程式のひとつであるMAC法について解説する。〇MAC法について説明できる。 
6. 非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の数値解法3  MAC法を演習により習得する。〇MAC法を用いて簡単な流れ場が解ける。 
7. 格子形成法  複雑形状まわりの流れ場を解くための一般座標系と格子形成法について解説する。〇一般座標系について説明できる。 
8. 一般座標系を用いたポテンシャル流れの解析  一般座標系を用いて列車周りのポテンシャル流れを解く方法を解説する。〇一般座標系上でポテンシャル流れを解く方法が説明できる。 
9. 一般座標系を用いたナビエ・ストークス方程式の数値解法  一般座標系を用いて列車周りの非圧縮粘性流を解く方法を解説する。〇一般座標系上で非圧縮粘性流を解く方法が説明できる。 
10. 乱流モデル  高レイノルズ流れを扱うときに必要となる乱流モデルについて解説する。〇乱流モデルの概要が説明できる。 
11. 最適化手法  流れの数値解析と組み合わされる列車形状の最適化手法について解説する。〇最適化手法について説明できる。 
12. 高速鉄道における流体力学上の問題とその対策1  高速鉄道における流体力学的諸問題(トンネル内圧力変動、トンネル微気圧波)とその対策法について解説する。〇トンネル内圧力変動と微気圧波について説明できる。 
13. 高速鉄道における流体力学上の問題とその対策2  高速鉄道における流体力学的諸問題(すれ違い時の圧力変動、トンネル内動揺)とその対策法について解説する。〇すれ違い時の圧力変動とトンネル内動揺について説明できる。 
14. 高速鉄道における流体力学上の問題とその対策3  高速鉄道における流体力学的諸問題(空力音、横風)とその対策法について解説する。〇空力音と横風について説明できる。 
15. まとめ  これまでの授業で学んだことについて、総括を行う。〇本コースで学んだことを総括できる。 
授業方法の形式
講義とゼミナール形式の併用(対面授業) 
授業の実施方法
対面授業 
成績評価方法
提出レポート(100%)により評価し、100点満点で60点以上を合格とする。合格(A,B,C)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。 
成績評価基準
C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。 
その他(履修条件・関連科目など)
 学部講義(コンピューターシミュレーション、流体力学、流れ学、鉄道車両工学)の内容を理解していること。流体システム特論1を履修していること。 
テキスト
番号 【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 特に指定しない。必要に応じてプリントを配布する。     
参考資料文献等
番号 【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 流体力学のテキスト 例えば「JSMEテキストシリーズ 流体力学 日本機械学会」     
2.  鉄道総研報告 (http://www.rtri.or.jp/infoce/rtrirep_J.htmlに全文PDFあり)    (財)鉄道総合技術研究所 
3. 流体解析I  河村哲也  朝倉書店 
4. 乱流の数値シミュレーション  梶島岳夫  養賢堂 
参考URL
画像
ファイル
更新日付 2024/01/26 13:12


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