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授業の目標
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現代の科学技術においては、スーパーコンピュータを用いた物理現象の解明から工業製品の開発・設計プロセスに至るまで、コンピュータを用いた数値解析の利用はすでに一般的なものとなっている。本講義では、現在広く利用されている数値解析手法の基礎となる微分方程式の数値解法に関する演習を行うとともに、機械工学における主要分野（熱流体工学、燃焼工学、材料工学）の代表的な数値解析手法について概説し、数値解析ソフトを用いた演習により具体的な問題に対する解法を学ぶ。
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到達目標
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数値解析の基礎理論を理解し、活用できる。
各分野において、汎用数値解析ソフトウェアを用いた具体的な問題を解くことができる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○(1)各研究科・専攻の専門分野に応じた高度な専門知識
○(2)各研究科・専攻の専門分野に応じた研究開発能力
(3)高い水準の幅広い教養と倫理観
(4)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、問題を発見し解決する能力
(5)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、グローカルな視野をもって社会的・経済的価値を創出する力
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授業の概要
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数値シミュレーションを用いた解析を行うにあたって必要な基礎知識を得るとともに、機械工学で利用されている数値シミュレーションの手法について、主要な分野（熱流体工学、燃焼工学、固体材料）を取り上げ、数値解析ソフトウェアを用いた演習を行う。
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授業の計画
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序 論〈須知成光〉：（第１回）
各分野の数値シミュレーション法を学習するに先立ち、具体例などの序論的な講義を通して、数値シミュレーションの世界を概観する。
微分方程式数値計算原理〈草苅良至〉：（第１回～第３回）
物理現象の数値シミュレーションについて講義する。
１．物理現象の微分方程式としての定式化
２．常微分方程式数値解法の基礎と演習
３．偏微分法手式数値解法の基礎と演習
熱流体工学〈杉本尚哉〉〈須知成光〉：（第４回～第８回）
熱と流れに関する数値解析手法について、基本となる理論の解説を行うとともに、汎用の数値解析ソフトを用いた演習を行う。
１．汎用熱流体解析ソフトの利用方法解説
２．熱と流れの数値解析手法の基礎
３．強制対流熱輸送現象に関する数値解析演習①
４．強制対流熱輸送現象に関する数値解析演習②
燃焼工学〈（新任教員）〉：（第９回～第１１回）
化学反応を含む熱流体を対象とする数値シミュレーション法について講義する。
１．熱・物質拡散、化学反応を含む火災を模擬する数値シミュレーション法解説
２．拡散火炎を模擬する数値シミュレーションと解析解の比較演習
３．乱流現象取扱演習
固体材料〈伊藤 伸〉：（第１２回～第１５回）
有限要素法による弾性体に生じる変形などの数値シミュレーション法について講義する．
１．弾性変形の解析とソフトの基本操作
２．弾性変形解析の演習
３．熱弾性解析（伝熱ー構造解析）とソフトの基本操作
４．熱弾性解析の演習
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授業時間外学修の指示
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・講義予定を確認し、次回の講義内容について予習すること。
・各回の講義終了後は、指示された課題がある場合はその課題について報告書を作成すること。また特に課題が指示されなかった回についても、疑問点等について図書館等で関連資料を調べ、次回の講義までに解決すること。
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成績評価の方法
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序論を除く4つのテーマについて提出されたレポート評点により評価する（100%）。
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テキスト・参考書等
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履修上の留意点
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本科目の受講希望者は講義とは別に実施される高度数値シミュレーション室利用者講習を事前に受講しておくこと。
【manabaの利用法】
履修に際して必要な連絡事項をmanabaにて連絡する
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資料
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備考
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