流体力学の計算手法

本書は、数値流体力学（ＣＦＤ：ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ｆｌｕｉｄ　ｄｙｎａｍｉｃｓ）について、実践的に使いこなすために基礎知識から最新の計算手法までを取り扱った専門書である。原著の改訂で新たな成果が盛り込まれたのとともに、翻訳時には改めて全文を見直し、近年一般的に用いられる用語での訳文となるよう心がけた。トピックとしては、多面体格子や重合格子、マルチグリッド法、並列計算、移動格子や自由表面流れの手法、乱流の直接数値シミュレーションおよびラージ・エディ・シミュレーションなど今日よく用いられている手法を横断的にカバーしている。各トピックの基本となる考え方については、あまり数学的な解析に偏重せず、一般的な方法論を解説することを心がけ、さまざまな方法の違いよりも共通点に重点をおいた解説がなされる。また、数値計算の誤差評価についても強調されており、解析例として取り上げる例でも誤差解析を行うなど、誤差解析の必要性を繰り返し説いている。本書を通じて、ＣＦＤツールを用いてより良い解析ができるように導く。

本書は，数値流体力学(CFD: computational fluid dynamics)について，実践的に使いこなすために有益な基礎知識を扱った専門書である．トピックとしては，多面体格子や重合格子，マルチグリッド法，並列計算，移動格子や自由表面流の手法，乱流の直接シミュレーションおよびラージ・エディ・シミュレーションなど今日よく用いられている手法を横断的にカバーしている．各トピックの基本となる考え方については，あまり数学的な解析に偏重せず，一般的な方法論を解説することをこころがけ，さまざまな方法の違いよりも共通点に重点を置いた説明をしている．また，数値計算の誤差評価についても強調しており，おおよその解析例でも誤差解析を行うなど，誤差解析の必要性を繰り返し説いている．本書での学びを通じて，CFDツールにより良い解析ができるように導く．

目次

第1章　流体の流れの基本概念
1.1　はじめに
1.2　保存原理
1.3　質量保存
1.4　運動量保存
1.5　スカラー量の保存
1.6　方程式の無次元化
1.7　簡略化された数理モデル
　1.7.1　非圧縮性流れ
　1.7.2　非粘性（オイラー）流れ
　1.7.3　ポテンシャル流れ
　1.7.4　クリープ（ストークス）流れ
　1.7.5　ブシネスク近似
　1.7.6　境界層近似
　1.7.7　複雑な流れ現象のモデル化.
1.8　流れの数学的分類
　1.8.1　超音速流れ
　1.8.2　放物型流れ
　1.8.3　楕円型流れ
　1.8.4　混合型流れ
1.9　本書の内容

第2章　数値解析の基礎
2.1　流体力学の問題を解くためのアプローチ
2.2　CFD とは何か？
2.3　数値解法の可能性と限界
2.4　数値解法の構成要素
　2.4.1　数理モデル
　2.4.2　離散化手法
　2.4.3　座標系と基底ベクトル系
　2.4.4　計算格子
　2.4.5　有限近似
　2.4.6　解法
　2.4.7　収束判定基準
2.5　数値解法の特性
　2.5.1　整合性
　2.5.2　安定性
　2.5.3　収束性
　2.5.4　保存性
　2.5.5　有界性
　2.5.6　現実性
　2.5.7　精度
2.6　離散化手法
　2.6.1　有限差分法
　2.6.2　有限体積法
　2.6.3　有限要素法

ほか

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