実践 Pythonライブラリー Pythonによる流体解析

河村 哲也佐々木 桃(著)

河村 哲也佐々木 桃(著)

定価 3,740 円(本体 3,400 円+税)

A5判/224ページ
刊行日:2023年07月01日
ISBN:978-4-254-12902-1 C3341

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内容紹介

数値流体解析の基礎を理解し,Pythonで実装しながら学ぶ。〔内容〕常微分方程式の差分解法/線形偏微分方程式の差分解法/非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の差分解法/熱と乱流の取扱い(室内気流の解析)/座標変換と格子生成/いろいろな2次元流れの計算/MAC法による3次元流れの解析

編集部から

目次

1.常微分方程式の差分解法
 1.1 差分方程式の構成法
  1.1.1 微分の定義を用いる方法
  1.1.2 テイラー展開
  1.1.3 ラグランジュ補間の応用
 1.2 境界値問題
 1.3 初期値問題1
 1.4 初期値問題2
 1.5 数値積分の応用

2.線形偏微分方程式の差分解法
 2.1 2階線形偏微分方程式の分類
 2.2 楕円型偏微分方程式
 2.3 放物型偏微分方程式1
 2.4 放物型偏微分方程式2
 2.5 双曲型偏微分方程式
 2.6 移流拡散方程式と上流差分法
 2.7 非線形移流方程式の差分解法
  2.7.1 上流差分
  2.7.2 マコーマック法
  2.7.3 1次元オイラー方程式

3.非圧縮性ナビエ-ストークス方程式の差分解法
 3.1 ナビエ-ストークス方程式
 3.2 圧力を消去する方法
  3.2.1 流れ関数-渦度法
  3.2.2 ベクトルポテンシャル-渦度法
 3.3 圧力を求める方法
  3.3.1 MAC法
  3.3.2 SMAC法
  3.3.3 プロジェクション法
  3.3.4 フラクショナル・ステップ法

4.熱と乱流の取り扱い(室内気流の解析)
 4.1 室内気流の層流解析
  4.1.1 流れ関数-渦度法(非定常)
  4.1.2 MAC法
 4.2 熱の取り扱い
  4.2.1 強制対流問題
  4.2.2 自然対流問題
 4.3 乱流の取り扱い
  4.3.1 レイノルズ方程式と渦粘性
  4.3.2 混合距離モデル
  4.3.3 k-εモデル

5.座標変換と格子生成
 5.1 曲がった境界の取り扱い方
 5.2 1次元座標変換
 5.3 2次元座標変換
 5.4 3次元座標変換
 5.5 代数的格子生成法
  5.5.1 ラグランジュ補間法
  5.5.2 エルミート補間法
  5.5.3 スプライン補間法
  5.5.4 超限補間法
 5.6 偏微分方程式による格子生成法
  5.6.1 ラプラス方程式による格子生成
  5.6.2 ポアソン方程式による格子生成
  5.6.3 境界と直交する格子
  5.6.4 領域内で直交する格子

6.いろいろな2次元流れの計算
 6.1 ポテンシャル流の解析例
 6.2 流れ関数-渦度法による解析例
  6.2.1 障害物まわりの流れ
  6.2.2 円柱まわりの流れ
  6.2.3 拡大管内の流れ
 6.3 MAC法による解析例
  6.3.1 楕円柱まわりの2次元流れ

7.MAC法による3次元流れの解析
 7.1 3次元立方体キャビティ内の流れ
 7.2 3次元室内気流
 7.3 多くの物体まわりの3次元流れ
 7.4 任意形状領域での3次元流れ

付   録
 A. 安定性
 B. 重み付き残差法(常微分方程式)
 B.1 選点法
 B.2 ガレルキン法
 B.3 有限要素法
 C. 有限体積法
 D. SIMPLE法
 E. 連立1次方程式の反復解法
 E.1 反復法
 E.2 ヤコビの反復法
 E.3 ガウス-ザイデル法
 E.4 SOR法
 F. 数値積分

プログラムの内容
引用文献
参考図書
索  引

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