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数値流体力学とは
2008 / 01 / 22 ( Tue )
数値流体力学は、Computational Fluid Dynamicsの日本語訳で、英語の頭文字を取って、通称、CFDと呼ばれます。本来ですと、計算流体力学と訳されるのが自然ですが、最初に訳した日本人の研究者がこのように訳したことから、その後、CFDのことを数値流体力学と呼ぶのが一般的になりました。

流体力学とはいろいろな流れを研究する学問で、身の回りにある流れ、たとえば川の流れや空気の流れから、自動車や航空機周りの流れ、そして台風や海洋流などの地球規模の流れなど、様々な流れの力学です。数値流体力学は、そのような流れをコンピュータを用いてシミュレーションする学問です。私は学生の時から約25年間、このCFDの研究を続けています。

流体力学では流れを偏微分方程式で表現します。その数式をコンピュータで計算します。数値流体力学ではこの流れを支配している数式を、如何に精度良く、そして速く計算するかが研究されてきました。したがって、流体力学の知識のみならず、コンピュータの知識も必要になります。

流体力学の完成形としての偏微分方程式は、ナビエ・ストークス方程式(Navier-Stokes Equations)と呼ばれます。NavierとStokesの両研究者により構築された偏微分方程式で、数値流体力学ではこの方程式がコンピュータにより解かれます。実はこの方程式は1つの方程式ではなく、複数の連立方程式から成っています。流れの連続、運動、そしてエネルギーを支配する方程式です。なお、運動方程式の数は次元の数だけありますので、三次元では、5つの連立方程式となります。
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テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

20:10:30 | 数値流体力学 | トラックバック(1) | コメント(0) | page top↑
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