環境乱流力学   Environmental Turbulence

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担当教員
田村 哲郎 
使用教室
火5-6(G511)  
単位数
講義:1  演習:0  実験:0
講義コード
98006
シラバス更新日
2013年9月20日
講義資料更新日
2013年9月20日
学期
後期

講義概要

自然界にみられる様々な乱流現象を環境・防災という視点から論じ、その数理的な解釈およびモデルの表現方法を講述する。特に浮力・回転など外力が作用する複合乱流の物理機構ならびにそれに基づく大気境界層の特性を明らかにする。また実際の乱流現象を数値解析する場合に必要となる乱流輸送の数学的記述とその物理的意味を論じ、環境問題(都市の熱環境・大気汚染)・防災問題(強風突風推定・社会での風災害)を解決するためのシミュレーション応用手法を解説する。
1.環境・防災問題における流れの数理
2.支配方程式の導出と統計処理
3.複合乱流の物理機構および大気境界層の特性
4.輸送問題の偏微分方程式と数値解析
5.乱流モデリング
6.フィルタリングの導入とラージエディシミュレーション
7.環境・防災問題解決への乱流モデルの応用

講義の目的

自然界にみられる様々な乱流現象を環境という視点から論じ、その数理的な解釈およびモデルの記述方法を解説する。また浮力・回転など外力が作用する複合乱流の物理機構を明らかにする。さらに、乱流数理モデルを実際に数値解析する場合に必要となる乱流輸送の数学的記述とその物理的意味を論じ、乱流に関わる環境問題へのシミュレーションの応用手法を習得させる。

講義計画

1)イントロ -環境・防災問題における流れの数理
2)流体の基礎方程式の導入
3)乱流場の統計処理
4)複合乱流の定式化 -熱・物質拡散
5)乱流の現象論
6)乱流境界層・大気境界層
7)輸送問題に関する数値モデリング
8)乱流モデリング
9)レイノルズ平均によるモデリング
10)ラージエディシミュレーション-1
11)ラージエディシミュレーション-2
12)LES研究の現状
13)ラージエディシミュレーション-応用
14)乱流シミュレーションの環境・防災問題への応用

教科書・参考書等

A First Course in Turbulence by H. Tennekes and J.L. Lumley(The MIT Press)

関連科目・履修の条件等

特になし。

成績評価

課題に対するレポート

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