非圧縮性流体力学の目標と方針 入門書をつくる

非圧縮性流体

流体力学という分野は非常に面白く有用で、シンプルな分野なのですが、なかなかにわかりにくいと思います。

大学でゴリゴリ数学をやっていない人がいきなり流体の専門書を読むとかなり意味不明だと思います。でも、ベースはそんなに複雑な理論じゃありません。ここでは、流体力学の最も入門として初心者から専門書への橋渡しとして出来るだけわかりやすいように書いていこうと思います。

また、このサイトでは基本ベクトル表記ではなく、テンソル表記をします。もちろんベクトル表記でも解説は入れていきますが、ベクトル表記も微分方程式を分かりにくくしているものの一つだと思います。もちろん、慣れるとそうは思わないですが。

目標としては、流体力学の物理としての現象を理解できるようになるのと、いろんなのモデル化の理解をして、実際にシミュレーションを一から書いて回せるようになることを目標とします。

また、まずは非圧縮性のまま熱流体を扱うBoussinesq近似とRANSの乱流モデルを中心に解説します。その後、様々な流体について色々書けたらいいと思います。

なかなかに奥が深いので、本当にやることが尽きません。


書籍紹介

非圧縮性流体力学を学ぶ上で、おすすめの書籍を紹介します。

もうこの本にはとにかくお世話になっています。ボロクソになるまで使っています。このサイトで学んだのちに、具体的な数値解析法をちゃんと知るのにいい本です。基本的な手法を網羅しつつ、詳しい数式とそれに対応するプログラムが載っていて最高です。しかし、プログラムは少しだけ微妙で、Fortranは77という化石を使っているので、現代Fortranに書き直して、C言語は、何故かincludeしてないとかいろんな単純なミスがあるので、それを直して使わなければならないのが玉にきず。しかし、良本です。

この本はこのサイトに書いてあることと一番近い内容だと思います。方程式の導出から、その理解までを丁寧にやってくれています。値段が高いのがたまに傷ですが、買って損はない内容。僕も勉強する時に結構参考にしています。初心者におすすめ。

パタンカー大先生の流体本。流体解析の基礎はすぐゴリゴリのプログラミングに入るのに対し、簡単な熱伝導を詳しく説明し、一番基本のSIMPLE法を詳しく説明するという少し初心者向けの書籍。どちらかというと現象の理解に割いていて、分かりやすく読んでおいて損はない書籍。

 



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