数値流体力学（CFD）の入門 ～基礎そしてわかる乱流解析のための技術・最新の技術の動向

セミナー趣旨

流体力学や数値流体解析（CFD）を理解するためには、乱流などの流体特有の現象やその表し方、それらをどのような偏微分方程式で表すかなど、ハードルが高く機械工学を卒業したエンジニアでも通常は大変苦労されるのではないかと思います。

本セミナーでは、これから流体力学や数値流体解析を勉強されるかた、現在勉強しているけれど苦労されているかた、現在数値流体解析の仕事に携わっているが理論がわからないので解析はしたけれどその後どうすればよいのかわからないというかた、１日で仕事にすぐに役立つ流体解析技術全般を理解したいというかた、および部下の管理監督上流体解析技術全般を理解しておきたいというかたにわかりやすく解説致します。

受講対象・レベル

• 数値流体解析（CFD）の基本を習得されたいかた
• 仕事で数値流体解析をしなくてはならなくなったかた
• 乱流の流体解析を知りたい方
• 数学がわからないので数値流体解析の専門書を読んでも意味がわからないというかた
• 有限要素法・有限体積法などの数値解析について知りたいというかた
• 粒子法・格子ボルツマン法が技術的にどのようなものであるかを知りたい方
• 部下の管理監督上、数値流体解析全般と技術的なポイントを把握しておきたいというかた

必要な予備知識

• 高校卒業程度の物理、数学の基礎知識。
• 数値流体力学（CFD）の入門知識があれば理解がさらに深まりますが、入門知識からから分かりやすく解説しますので特に予備知識は必要ありません。

習得できる知識

• 数値流体力学（CFD）の基礎と重要ポイントを理解できるようになります。
• 有限要素法や有限体積法による流体解析がわかるようになります。簡単な解析であれば市販のCFDソフトを使用せずに、Excelで自分で計算できるようになります。
• 乱流の数値流体解析の各手法と仕事で必要になる乱流解析のための技術ノウハウが分かるようになります。
• コンピュータで数値流体解析した結果に妥当性があるのかないのか判断するための技術的な基礎が身につきます。
• 粒子法や格子ボルツマン法がどのようなものであるかを理解できるようになります。
• 数値流体解析のための市販のソフトにはどのようなものがあり、どのような特徴があるのかを理解できるようになります。
• 数値流体力学を行っている部下と技術的な打ち合わせができ、技術の観点から指示を出すことができるようになります。

セミナープログラム

1. 数値流体解析（CFD）とは？
   
   1. 数値流体力学って何？
   2. CFD以前の歴史的変遷の概要
2. 流体を表すための考え方
   
   1. 流体とは？　流れとは？
   2. 流体の連続体近似とは？
   3. 流体粒子とは？
   4. 完全流体、粘性流体、非粘性流体、圧縮性流体、非圧縮性流体とは？
   5. 層流、乱流とは？
   6. 乱流はなぜ大変なのか？
   7. レイノルズ数、ストローハル数、マッハ数とは？
      1. レイノルズ数とは？
      2. ストローハル数とは？
      3. マッハ数とは？
   8. レイノルズ数の便利なところ
   9. ラグランジュ的方法とオイラー的方法
   10. 流体に働く力とは？
   11. 流体の速度とは？
   12. 実質加速度と実質微分
   13. 流れを記述するためにはどのような変数が必要になるか？
3. 流体の保存則と支配方程式
   
   1. 流体の場合の質量保存則とその導出
   2. ナビエ・ストークスの方程式をわかりやすく導出
   3. ズバリ！移流加速度とは具体的に何か？
      移流加速度の計算方法のポイントとは？
   4. 局所加速度と移流加速度の違いを具体的かつ理論的に解説！
4. 乱流の計算の計算のしかた
   
   1. 乱流の考え方
   2. 乱流を計算するための各種のモデル化のしかたとそれぞれの特徴 ： RANS, URANS, TRANS, CANS, LES, VLES, RANS/LES Hybrid, DES, SAS, MILES, QDNS, DNS, etc.の技術的なポイントと特徴についての解説
   3. 乱流の代表的な計算法
   4. RANSについての理論的からの解説
   5. LESについての理論的からの説
   6. DESについての理論面からの解説
5. 数値流体解析手法における有限差分法、有限要素法、有限体積法の特徴とは？
   
   1. 有限差分法（FDM）とは？
      
      1. 特徴
      2. メリット
      3. デメリット
      4. 差分法による解法の概要
   2. 差分法のための数学的準備
      1. １次元問題のとき
      2. ２次元問題のとき
      3. ３次元問題のとき
   3. 空間の分割と導関数の差分近似
      1. 前進差分
      2. 後退差分
      3. １次導関数の中心差分
      4. ２次導関数の差分近似
   4. 有限要素法とは？
      
      1. 特徴
      2. 数値流体解析のための有限要素法の歴史的背景について
   5. 有限体積法とは？
      1. 有限体積法の概要
      2. 有限体積法を使用して、常微分方程式を解いてみよう！
      3. ナビエ・ストークスの方程式から１次元の温度に関する拡散方程式を導出してみよう！
6. 粒子法
   
   1. 粒子法とは？
   2. MPS法とは？
   3. MPS法における支配方程式
7. 有限体積法による数値流体解析（CFD）
   1. 有限体積法で差分化し計算する方法
      （この後は、Excelで計算できる）
8.  流体解析分野における世界の最新動向について
   1. 格子ボルツマン法とは？
   2. 格子ボルツマン法の解析対象
   3. 格子ボルツマン法の解析スケール（メゾスケール）
   4. 格子ボルツマン法の基礎理論
   5. 格子ボルツマン法の長所
   6. 格子ボルツマン法の欠点
   7. 市販のソフト
   8. 格子ボルツマン法とこれによるソフトウエアにはどのようなものがあるのか？
   9. 粒子法と格子ボルツマン法の相違点は？
   10. 世界のソフトウエア業界はM&Aを繰り返し２極化する傾向にあるとは？
9. ここ数年目覚ましい発展をしてきている「流体インフォーマティクス」による最適設計の例
10. 最近の技術動向
    
    1. 数値流体力学への機械学習の応用例
11. 市販の流体解析ソフトウエア一覧
12. 市販の空力音響解析（流体騒音）ソフトの一覧
13. 最近の流体インフォーマティクスおよびAI流体力学の研究動向
14. 質疑応答

セミナー講師

（社）日本騒音制御工学会認定技士 （社）日本音響学会技術開発賞受賞
有限会社アイトップ　技術コンサルタント　通訳・翻訳
名古屋大学大学院　非常勤講師（英語で応用数学の講義を担当）
工学博士　小林 英男　氏

セミナー受講料

￥44,000/人（テキスト代、消費税含む）

１社から複数名様が同時にお申込みされた場合に限り、２名様目から１名様ごとにお１人様当たり￥5,000割引きさせて頂きます。つまり２名様目からお一人様当たりの受講料が￥39,000（テキスト代、消費税含む）になります。セミナー受講料のご請求書は、代表お申込者（お一人目の受講者様）に郵送いたします。

＜テキストについて＞
テキストは、PDF化したものをメールに添付して受講者様にお送りさせて頂きます。よって自分でダウンロードする必要はありません。原則としてセミナー開催日の２営業日までに受講者様に届くようにメール致します。よって印刷したテキストをお送りすることはありません。 テキストは１枚のA４に２スライド印刷なので文字が適度な大きさなので見やすくなっております。 なお、テキストのコピーおよび２次配布は禁止させて頂いております。

受講について

　Zoomを使用したWebinarになります。このZoomセミナー開催日の前日の午前中までに、Zoomセミナーへご参加頂くためのURLとセミナーIDをメールにてご連絡させて頂きます。セミナー当日は、５分前までにはご入場下さい。

　ご参加時にお名前がわかるようにして頂く様お願い申し上げます。これは、入場できずにいる方などを見つけるためのものですのでご協力くださいますようお願い申し上げます。

　社内からZoomセミナーに参加できない場合は、テレワークの一環としてご自宅などからご自分のパソコンなどでご受講頂くこともできます。

　受講開始時にはマイクはオフに設定下さい。ビデオもオフに設定して頂くことができます。この場合は受講者様の映像は、セミナー主催者およびセミナー講師には届きません。また、ビデオ設定をオンにしても背景画像をご選定頂ければ受講者様の背後映像はセミナー主催者およびセミナー講師には届きません。

　セミナー受講中にご質問がある場合は、チャット欄にご記入頂く様お願い申し上げます。ご質問へのご解答は原則としてセミナー受講時間中に完了するように致します。

　目安ですが、講習時間約60分に対し約10分間を休憩時間と致します。

　昼食時間は、11:45~12:45です。

　また、セミナーテキスト内に記載されていることへのご質問は、セミナー受講後（例えば１ヶ月後とか半年後）でも無料で本セミナーの講師がZoomソフトやメール・電話を使用してご解答致します。

【お申込の前のお願い】
ご使用のPC・通信回線にセキュリティなどの制限がある場合、Zoomを利用できない場合があります。事前に下記のサイトにて、Zoomの接続・利用についてご確認ください。
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