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数値流体力学

索引 数値流体力学

数値流体力学(すうちりゅうたいりきがく、computational fluid dynamics、略称:)とは、流体の運動に関する方程式(オイラー方程式、ナビエ-ストークス方程式、またはその派生式)をコンピュータで解くことによって流れを観察する数値解析・シミュレーション手法。計算流体力学とも。コンピュータの性能向上とともに飛躍的に発展し、航空機・自動車・鉄道車両・船舶等の流体中を移動する機械および建築物の設計をするにあたって風洞実験に並ぶ重要な存在となっている。.

76 関係: ANSYS基礎方程式埋め込み境界法半導体反復法 (数値計算)可視化境界層境界要素法境界条件天体物理学実在気体差分法乱流乱流モデル建築物地球の大気ナビエ–ストークス方程式マッハ数マクスウェルの方程式メンター・グラフィックスモデラーロケットボルツマン方程式プラズマプリプロセッサダッソー・システムズアルテアエンジニアリングオイラー方程式 (流体力学)クヌーセン数コンピュータシミュレーションシーメンススーパーコンピュータ個別要素法CAD磁気流体力学等圧線等値線粘弾性粒子法爆発無次元量熱化学燃焼物性量非定常状態非ニュートン流体衝撃波風洞解適合格子法...計算格子航空機自動車自由境界問題鉄道車両連続体NSシステムOpenFOAM格子ボルツマン法格子気体法構造格子機械気体分子運動論混相流渦度有限体積法有限要素法流体流体力学流線方程式数値予報数値積分数値解析 インデックスを展開 (26 もっと) »

ANSYS

ANSYS(アンシス)は、有限要素法CAEを中心とする解析ソフトウェア群である。開発元はアメリカのANSYS Inc.。.

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基礎方程式

基礎方程式(きそほうていしき)または支配方程式(しはいほうていしき、)とは、物理現象の数理モデルを構築するために、その現象を記述する物理法則を数学的な方程式で表したもの。扱う物理現象の種類の違いや、近似レベル、モデリングの違いによって、さまざまな方程式が存在する。微分方程式で表されることが多いが、それ以外のものもある。.

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埋め込み境界法

埋め込み境界法(うめこみきょうかいほう、immersed boundary method)または境界埋め込み法とは、流体が弾性構造体や膜と相互作用している力学系をコンピュータシミュレーションする手法である。構造体の変形と流体の運動の連成問題は、数値計算上の課題を多く含んでいる。埋め込み境界法では、流体はオイラー座標系で、構造物はラグランジュ座標系で表現する。この方法の様々な改良形は、弾性構造体と流体の相互作用を伴う力学系のシミュレーションに広く応用されている。.

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半導体

半導体(はんどうたい、semiconductor)とは、電気伝導性の良い金属などの導体(良導体)と電気抵抗率の大きい絶縁体の中間的な抵抗率をもつ物質を言う(抵抗率だけで半導体を論じるとそれは抵抗器と同じ特性しか持ち合わせない)。代表的なものとしては元素半導体のケイ素(Si)などがある。 電子工学で使用されるICのような半導体素子はこの半導体の性質を利用している。 良導体(通常の金属)、半導体、絶縁体におけるバンドギャップ(禁制帯幅)の模式図。ある種の半導体では比較的容易に電子が伝導帯へと遷移することで電気伝導性を持つ伝導電子が生じる。金属ではエネルギーバンド内に空き準位があり、価電子がすぐ上の空き準位に移って伝導電子となるため、常に電気伝導性を示す。.

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反復法 (数値計算)

数値計算分野における反復法(はんぷくほう、iterative method)とは、求根アルゴリズムの手法のうち、反復計算を使うもの。アルゴリズムが単純であるために古くから用いられ\が提案されてき-->ている。\bold_を求める解とする-->.

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可視化

可視化とは、人間が直接「見る」ことのできない現象・事象・関係性を「見る」ことのできるもの(画像・グラフ・図・表など)にすることをいう。視覚化・可視化情報化・視覚情報化ということもある。英語の "visualization", "visualize" に相当し、そのままビジュアリゼーション・ビジュアライゼーションと称されることもある。流れの可視化のように分野や領域に結びついて生まれた呼称も多い。.

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境界層

境界層(きょうかいそう、boundary layer)とは、ある粘性流れにおいて、粘性による影響を強く受ける層のことである。1904年、ドイツの物理学者ルートヴィヒ・プラントルによって発見された。.

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境界要素法

境界要素法(きょうかいようそほう、boundary element method、BEM)とは、汎用性の高い離散化解析手法の1つで、有限差分法、有限体積法、有限要素法と並び、汎用離散化解析手法の主要3解法の1つとして理工学の分野で受け入れられている。電子計算機の発明・発展以前から進められてきた、応用数学分野における積分方程式論の研究に端を発していることもあり、境界積分方程式法(Boundary Integral Equation Method、BIEM)と呼ばれることもある。 電磁気学の電磁界解析では、境界要素法と同じ意味で、モーメント法(Method of Moments、MOM)と呼ばれることもある。.

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境界条件

境界条件(きょうかいじょうけん、boundary condition)とは、境界値問題に課される拘束条件のこと。特に数学・物理学の用語としてよく用いられる。 境界条件は、境界値問題において興味のある解の探索領域とそれ以外の領域とを分けるために設定される。境界上では、境界内部で成り立つ方程式だけでは解の形を決定することができないので、補助的な条件を設定することで解を定める必要がある。この境界条件は多くの場合、対象とする境界値問題より一般的に成り立つであろう解の性質によって決定される。それは例えば境界上での解の値であったり、解の連続性や滑らかさであったりする。 時間的な境界条件の一つとして初期条件がある。時間発展を記述する方程式について、初期条件は応用上特別な意味を持つため、一般の境界条件とは分けて言及されることが多い。.

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天体物理学

天体物理学(てんたいぶつりがく、英語:astrophysics)は、天文学及び宇宙物理学の一分野で、恒星・銀河・星間物質などの天体の物理的性質(光度・密度・温度・化学組成など)や天体間の相互作用などを研究対象とし、それらを物理学的手法を用いて研究する学問である。宇宙物理学とも。天文学の中でも19世紀以降に始まった比較的新しい分野で、天文学の近代部門の代表的な分野と目されている。 例として、宇宙論の研究は、理論天体物理学の中で最も規模の大きな対象を扱う学問であるが、逆に宇宙論(特にビッグバン理論)では、我々が知っている最も高いエネルギー領域を扱うがゆえに、宇宙を観測することがそのまま最も微小なスケールでの物理学の実験そのものにもなっている。 実際には、ほぼ全ての近代天文学の研究は、物理学の要素を多く含んでいる。多くの国の天文学系の大学院博士課程の名称は、「天文学 (Astronomy)」や「天体物理学 (Astrophysics)」などまちまちだが、これは専攻の学問内容よりもその研究室の歴史を反映しているに過ぎない。.

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実在気体

実在気体(じつざいきたい、)とは、現実に存在する気体のことで、不完全気体と呼ぶことがある 。理想気体と対比するときに用いる語である。.

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差分法

数値解析における有限差分法(ゆうげんさぶんほう、finite-difference methods; FDM)あるいは単に差分法は、微分方程式を解くために微分を有限差分近似(差分商)で置き換えて得られる差分方程式<!-- ループリンク -->で近似するという離散化手法を用いる数値解法である。18世紀にオイラーが考案したと言われる。 今日ではFDMは偏微分方程式の数値解法として支配的な手法である.

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乱流

乱流(らんりゅう、turbulence)は、流体の流れ場の状態の一種。乱流でない流れ場は層流と呼ばれる。 乱流の確立した定義は現時点においても存在しないが、数学的にはナヴィエ・ストークス方程式の非定常解の集合であるということができる。層流と乱流のおおよその区別はレイノルズ数によって判断され、レイノルズ数の値が大きいと乱流と判断される。また、層流が乱流に遷移するときのレイノルズ数を臨界レイノルズ数という。 生活の中でのわかりやすい例としては水道の蛇口から流れる水がある。水道の水は流れが少ないときはまっすぐに落ちるが、少し多くひねると急に乱れ出す。このとき前者が層流、後者が乱流である。生活の中で見られる空気や水の流れはほぼ全てが乱流であるだけでなく、熱や物質を輸送し拡散する効果が非常に強いので工学的にも非常に重要である。 乱流の数値シミュレーションは、気象予報や自動車等の空力設計からノートパソコンの冷却まで工学的には非常に幅広く利用されている。しかし高い計算機性能を要求するため、スーパーコンピュータなどHPC(高性能計算)の重要な用途の一つになっている。.

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乱流モデル

乱流モデル(らんりゅうもでる、Turbulence model)とは、計算流体力学(CFD)において、乱流を数値解析する際によく用いられる数学モデルである。乱流は複雑な性質を持つために、数値計算には一般に膨大な計算格子を必要とし適用が困難である。これの対策として考えられたのが、乱流モデルを導入する解析手法である。これは、DNSのように乱流に含まれるすべての大きさの渦変動を解析することはやめ、ある程度大きな渦の変動を解析対象とし、小さな渦の変動が及ぼす影響について、適当な物理モデルにより表現するというものである。乱流モデルとは、この場合に導入される物理モデルの総称である。.

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建築物

ラダ・ファミリア教会(バルセロナ) ヴィルーパークシャ寺院(インド・パッタダカル) ノートルダム大聖堂(パリ) 姫路城 シャンボール城(フランス・シャンボール) シアトル中央図書館(アメリカ) 建築物(けんちくぶつ)は、建築された物体。建築された構造物。 建築物は使用目的によって形態が異なるほか構造体も異なる職業訓練教材研究会『二級技能士コース 塗装科 選択・建築塗装法』2005年、189頁。建築物は工学で扱われる対象であると同時に芸術的現象としての側面も有する。.

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地球の大気

上空から見た地球の大気の層と雲 国際宇宙ステーション(ISS)から見た日没時の地球の大気。対流圏は夕焼けのため黄色やオレンジ色に見えるが、高度とともに青色に近くなり、さらに上では黒色に近くなっていく。 MODISで可視化した地球と大気の衛星映像 大気の各層の模式図(縮尺は正しくない) 地球の大気(ちきゅうのたいき、)とは、地球の表面を層状に覆っている気体のことYahoo! Japan辞書(大辞泉) 。地球科学の諸分野で「地表を覆う気体」としての大気を扱う場合は「大気」と呼ぶが、一般的に「身近に存在する大気」や「一定量の大気のまとまり」等としての大気を扱う場合は「空気()」と呼ぶ。 大気が存在する範囲を大気圏(たいきけん)Yahoo! Japan辞書(大辞泉) 、その外側を宇宙空間という。大気圏と宇宙空間との境界は、何を基準に考えるかによって幅があるが、便宜的に地表から概ね500km以下が地球大気圏であるとされる。.

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ナビエ–ストークス方程式

ナビエ–ストークス方程式(ナビエ–ストークスほうていしき、Navier–Stokes equations)は、流体の運動を記述する2階非線型偏微分方程式であり、流体力学で用いられる。アンリ・ナビエとジョージ・ガブリエル・ストークスによって導かれた。NS方程式とも略される。ニュートン力学における運動の第2法則に相当し、運動量の流れの保存則を表す。.

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マッハ数

マッハ数(マッハすう、Mach number)は、流体の流れの速さと音速との比で求まる無次元量である。 名称は、オーストリアの物理学者エルンスト・マッハ(Ernst Mach)に由来し、航空技師のにより名付けられた。英語圏ではMachを英語読みして(マーク・ナンバ)、あるいは、(メァク・ナンバ)と呼ぶ。.

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マクスウェルの方程式

マクスウェルの方程式(マクスウェルのほうていしき、Maxwell's equations)は、電磁場のふるまいを記述する古典電磁気学の基礎方程式である。マイケル・ファラデーが幾何学的考察から見出した電磁力に関する法則が1864年にジェームズ・クラーク・マクスウェルによって数学的形式として整理された。マクスウェル-ヘルツの電磁方程式、電磁方程式などとも呼ばれ、マクスウェルはマックスウェルとも表記される。 真空中の電磁気学に限れば、マクスウェルの方程式の一般解は、ジェフィメンコ方程式として与えられる。 なお、電磁気学の単位系は、国際単位系に発展したMKSA単位系のほか、ガウス単位系などがあるが、以下では原則として、国際単位系を用いることとする。.

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メンター・グラフィックス

メンター・グラフィックスは、電子系設計ソフトウェア(EDAツール)を開発、販売するアメリカに本部を置く多国籍企業である。エレクトロニクス誌によると2004年度、EDA産業で3位にランクされている。 1981年に創業、Idea Stationという名の論理回路入力用CADと論理シミュレーションまで行えるシステムを販売した。現在も主力からはずれるものの後継ソフト(Design Architect)が販売されている。本社はオレゴン州ウィルソンビルにある。 日本法人は1983年設立、上記Idea Stationをハードウェア(アポロコンピュータ)込みで販売した。アポロがヒューレット・パッカードに買収されて以降はソフトウェア販売のみを行うようになり、SUNなど複数のプラットフォームへの対応も進められた。この際、移植を容易にするため開発ツールとしてGNUプロジェクトのツールも採用された。あわせて各種ツールの共通の設計環境とすることを目指して Falcon Frameworkを開発した。GUIとしてはMotifに類似したデザインとなっており異なるプラットフォームでのユーザの操作の共通化を図ろうとしたものである。 その後メンターは他のEDAベンダーの買収を繰り返し商品系列を増やしていった。買収によって入手した代表的な製品にModelSim、Calibre などがある。 創業当時の競合企業としてバリッド社、デイジー社があったが、いずれも消滅しており、現在はシノプシス社、ケイデンス社が大きな競合会社である。.

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モデラー

モデラー(Modeler、3D modeling software)はコンピュータソフトウェアの一種で、3DCADや3DCGのデータを可視形状にするアプリケーションのこと。 数学的データ(メタデータ)で構成される形状データは、効率向上のため、作業中はワイヤーフレームのような暫定的な可視形状で出力される。モデラーはそれらのデータをもとにモデリングするソフトウェアである。.

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ロケット

ット(rocket)は、自らの質量の一部を後方に射出し、その反作用で進む力(推力)を得る装置(ロケットエンジン)、もしくはその推力を利用して移動する装置である。外気から酸化剤を取り込む物(ジェットエンジン)は除く。 狭義にはロケットエンジン自体をいうが、先端部に人工衛星や宇宙探査機などのペイロードを搭載して宇宙空間の特定の軌道に投入させる手段として使われる、ロケットエンジンを推進力とするローンチ・ヴィークル(打ち上げ機)全体をロケットということも多い。 また、ロケットの先端部に核弾頭や爆発物などの軍事用のペイロードを搭載して標的や目的地に着弾させる場合にはミサイルとして区別され、弾道飛行をして目的地に着弾させるものを特に弾道ミサイルとして区別している。なお、北朝鮮による人工衛星の打ち上げは国際社会から事実上の弾道ミサイル発射実験と見なされており国際連合安全保障理事会決議1718と1874と2087でも禁止されているため、特に日本国内においては人工衛星打ち上げであってもロケットではなくミサイルと報道されている。 なお、推力を得るために射出される質量(推進剤、プロペラント)が何か、それらを動かすエネルギーは何から得るかにより、ロケットは様々な方式に分類されるが、ここでは最も一般的に使われている化学ロケット(化学燃料ロケット)を中心に述べる。 ロケットの語源は、1379年にイタリアの芸術家兼技術者であるムラトーリが西欧で初めて火薬推進式のロケットを作り、それを形状にちなんで『ロッケッタ』と名づけたことによる。.

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ボルツマン方程式

ボルツマン方程式は、運動論的方程式の一つの形で、粒子間の2体衝突の効果だけを出来るだけ精確に取り入れたボルツマンの衝突項を右辺にもつ方程式である。そしてそれは気体中の熱伝導、拡散などの輸送現象を論ずる気体分子運動論の基本となる方程式である。.

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プラズマ

プラズマ(英: plasma)は固体・液体・気体に続く物質の第4の状態R.

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プリプロセッサ

プリプロセッサ (preprocessor) とは、一般にある処理を行うソフトウェアに対して、データ入力やデータ整形などの準備的な処理を行うソフトウェアのことである。特にコンパイラに対して使うことが多く、ここではそれを中心に述べる。 他の分野の例としては、CADやCAEのデータ処理がある。またワープロソフトウェアにおける漢字変換ソフトウェアもプリプロセッサの一例である。.

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ダッソー・システムズ

ダッソー・システムズ(Dassault Systèmes)は、フランスの複合企業体「グループ・ダッソー(Groupe Dassault)」に属するソフトウェア会社。.

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アルテアエンジニアリング

Altair Engineeringは、エンジニアリング、コンピューティング、企業分析、製品設計、開発を支援するソフトウェアおよびコンサルティングサービスの会社。1985年にJim Scapa、George Christ、Mark Kistnerによって設立された。現在アメリカ合衆国、ミシガン州トロイに本社を置き、北南米、ヨーロッパ、アジアパシフィックの各地にオフィスを構えている。 Altair EngineeringはCAEソフトウェアHyperWorksの製造元である。 日本法人は、本社を東京都中央区京橋エドグランに置くアルテアエンジニアリング株式会社(1996年設立)。代表取締役社長は綾目 正朋(あやめ まさとも)。.

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オイラー方程式 (流体力学)

流体力学におけるオイラー方程式(オイラーほうていしき、Euler equations)とは、完全流体を記述する運動方程式である巽『連続体の力学』 p.142。 この方程式は1755年にレオンハルト・オイラーにより定式化された。完全流体とは粘性を持たない流体である。粘性がないため、境界条件として壁面でのすべりを許す必要がある。 高マッハ数の圧縮性流れでは、流速が大きいことから粘性や乱流の効果は壁面近くの小さな領域にしか現れないため、オイラー方程式を用いて流れの解析が行われる。 オイラー方程式は で表される。ここで は流体の速度場、 は密度場、 は圧力場で、 は流体の質量当たりにかかる外力場(加速度場)である。これはナビエ-ストークス方程式から粘性項を省いたものと同じである。 ベクトル解析の公式から と変形されるので、オイラー方程式は となる。ここで は流体の渦度である。 さらに密度が圧力だけで決まる順圧の場合には圧力関数 を導入すれば と表される。外力が重力のような保存力である場合には、外力のポテンシャルを として であり、オイラー方程式は となる。.

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クヌーセン数

ヌーセン数(Knudsen number、Kn )は流体力学で用いられる無次元量のひとつであり、流れ場が連続体として扱えるか否かを決定する。1より十分小さければ(たとえばKn )連続体とみなしてよい。名前はデンマークの物理学者マルティン・クヌーセンに因む。 クヌーセン数は次の式で定義される: ここで.

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コンピュータ

ンピュータ(Computer)とは、自動計算機、とくに計算開始後は人手を介さずに計算終了まで動作する電子式汎用計算機。実際の対象は文字の置き換えなど数値計算に限らず、情報処理やコンピューティングと呼ばれる幅広い分野で応用される。現代ではプログラム内蔵方式のディジタルコンピュータを指す場合が多く、特にパーソナルコンピュータやメインフレーム、スーパーコンピュータなどを含めた汎用的なシステムを指すことが多いが、ディジタルコンピュータは特定の機能を実現するために機械や装置等に組み込まれる組み込みシステムとしても広く用いられる。電卓・機械式計算機・アナログ計算機については各項を参照。.

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シミュレーション

ミュレーション()は、何らかのシステムの挙動を、それとほぼ同じ法則に支配される他のシステムやコンピュータなどによって模擬すること広辞苑第6版。simulationには「模擬実験」や「模擬訓練」という意味もある。なお「シミュレイション」と表記することもまれにある。.

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シーメンス

単体:44,814名(2008年6月30日現在) |決算期.

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スーパーコンピュータ

ーパーコンピュータ(supercomputer)は、科学技術計算を主要目的とする大規模コンピュータである。日本国内での略称はスパコン。また、計算科学に必要となる数理からコンピュータシステム技術までの総合的な学問分野を高性能計算と呼ぶ。スーパーコンピュータでは計算性能を最重要視し、最先端の技術が積極的に採用されて作られる。.

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個別要素法

個別要素法(こべつようそほう、Distinct Element Method、DEM)または離散要素法(Discrete Element Method、DEM)は、解析の対象を自由に運動できる多角形や円形・球の要素の集合体としてモデル化し、要素間の接触・滑動を考慮して、各時刻におけるそれぞれの要素の運動を逐次追跡して解析する手法である。もとは岩盤工学に適用するためにPeter A. Cundall (1971)およびCundall and Strack (1979)により発表された論文に端を発しており、現在は液状化や土石流など地盤の挙動解析やコンクリート構造物、粉体(化学工学、リチウムイオン電池、薬学、農学など)、磁気相互作用力を有する電子写真システムのトナーの挙動解析などに用いられている。.

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CAD

CAD(キャド、computer-aided design)は、コンピュータ支援設計とも訳され、コンピュータを用いて設計をすること、あるいはコンピュータによる設計支援ツールのこと(CADシステム)。人の手によって行われていた設計作業をコンピュータによって支援し、効率を高めるという目的からきた言葉である。 CADを「コンピュータを用いた製図(システム)」と解する場合は「computer-assisted drafting」、「computer-assisted drawing」を指し、同義として扱われることもある。 設計対象や目的によりCADD()、CAID()、CAAD()などと区分される場合もある。 日本での定義としてはJIS B3401に記載があり、「製品の形状、その他の属性データからなるモデルを、コンピュータの内部に作成し解析・処理することによって進める設計」となっている。 3次元の作業の場合でも、数値の精密さの必要がないコンピュータゲームや映画やアニメーションなどの制作関係の事柄については「3DCG」を参照。.

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磁気流体力学

磁気流体力学または磁性流体力学(英語:magnetohydrodynamics)とは、電導性の流体を扱うように拡張された流体力学であって、電磁流体力学とも呼ばれ、またしばしばmagneto-hydro-dynamicsの頭文字をとってMHDと称せられる。.

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等圧線

等圧線(とうあつせん)は地上天気図で同じ気圧の地点を結んだ線。各地に位置するそれぞれの観測地点でのデータを海面上の高さに補正したもの(これを海面更正という)をもとに作成する。等圧線は前線をはさむ場合を除いて急激にカーブすることはなく、交差することもない。等圧線が混み合うほど気圧の傾きが急になるために風が強くなる。 等圧線は通常1000hPaを基準に4hPa間隔で引かれ、5本(20hPa)間隔で太線が引かれる。.

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等値線

等値線(とうちせん)とはある図面上(地図上)で、ある量の値が同じであるような点を結んだ線。一定値ごとに等値線を描いた図面を等値線図(とうちせんず)とよび、属性・分布状況が感覚的にわかりやすい。等値線図を見やすくするため、右図のように各等値線の間の帯ごとに段階的に色彩を施すことも多い。 等値線図が用いられる分野には以下の例がある。.

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粘弾性

粘弾性(ねんだんせい、)とは粘性と弾性の両方を合わせた性質のことである。基本的にすべての物質が持つ性質であるが、特にプラスチックやゴムなどの高分子物質に顕著に見られる。.

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粒子法

粒子法(りゅうしほう)とは、連続体に関する方程式を数値的に解くための離散化手法の一つで、計算対象物を粒子の集まりとして表すことからこのように呼ばれる。 主に流体解析,構造解析に用いられる手法で、代表的なものとしてDEM(Distinct Element Method)法, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法, MPS(Moving Particle Semi-implicit)法などがある。 流体解析においては、ラグランジュ法に属し、対流項を計算しないで済ませられるという特徴を持つ。 (有限体積法、有限要素法に代表されるオイラー法では対流項が最も煩雑で、かつ理解しにくい部分である。) その他の主なメリットとして、計算格子の作成を必要としない点が挙げられる。流体の挙動が計算格子に丸め込まれることがないため、さざ波や水しぶきなどの流体表面の細部の挙動も解析出来る。構造解析においては、大変形にも容易に対応できる。 その一方で、有限要素法、有限体積法に比べるとその歴史はまだ浅く、解析ソフトの数も少ない。また、乱流モデルなどの物理モデルの整備もまだ十分でないことから工学的な利用は現在のところ限定的である。 現実世界に極めて近い計算モデルで解析を行うため万能にも思われる粒子法であるが、従来の手法と比較した場合には幾つか欠点が存在する。従来から広く用いられてきた有限要素法では、注目したい解析領域内だけでメッシュを細かく切ることで、解析したい問題に合わせて計算量を削減する最適化ができる。しかし、粒子法では粒子の大きさを解析領域全体で一定にせざるを得ないため、計算精度を上げた場合には有限要素法と比較して計算効率が極めて悪くなる欠点がある。また、粒子法は未だに成熟した研究分野ではないため、粒子法そのものの安定性に関する研究課題も数多く残されている。 日本ではプロメテック社がGranuleworks(MPS法),Particleworks(DEM法)などの粒子法に基づく製品を開発して提供しており、産業用に広く用いられている。.

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爆発

(ばくはつ、explosion)とは、.

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無次元量

無次元量(むじげんりょう、dimensionless quantity)とは、全ての次元指数がゼロの量である。慣習により無次元量と呼ばれるが無次元量は次元を有しており、指数法則により無次元量の次元は1である。 無次元数(むじげんすう、)、無名数(むめいすう、)とも呼ばれる。 無次元量の数値は単位の選択に依らないので、一般的な現象を特徴付けるパラメータとして数学、物理学、工学、経済など多くの分野で広く用いられる。このようなパラメータは現実には物質ごとに決まるなど必ずしも操作可能な量ではないが、理論や数値実験においては操作的な変数として取り扱うこともある。.

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熱化学

熱化学(ねつかがく、英語:thermochemistry)または化学熱力学(かがくねつりきがく)は物理化学の一分野で、化学反応におけるエネルギー変化を主に熱の観点から追究する学問である。化学反応はエネルギーの放出や吸収を伴い、融解や沸騰といった相転移も同様のことがおこる。熱化学はこれらのエネルギー変化、特に系と外界とのエネルギーのやり取りに焦点を当てる。熱化学は与えられた一連の反応を通した反応物と生成物の量を予測するのに有用である。エントロピー決定と組み合わせることで、反応が自発的であるか非自発的であるか、すなわち有利か不利かを予想することもできる。 吸熱反応は熱を吸収し、発熱反応は熱を放出する。熱化学は熱力学の概念と化学結合の結合エネルギーの概念を組み合わせたものである。一般に、熱化学の主題は熱容量、燃焼熱、生成熱、エンタルピー、エントロピー、自由エネルギー、カロリーと言った量の計算を含む。 熱化学の分野を作り上げた人物の一人として、ヘスの法則などで知られるジェルマン・アンリ・ヘスが挙げられる。.

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燃焼

燃焼(ねんしょう)とは、可燃物(有機化合物やある種の元素など)が空気中または酸素中で光や熱の発生を伴いながら、比較的激しく酸素と反応する酸化反応のことである(ろうそくの燃焼、木炭の燃焼、マグネシウムの燃焼など)。 また、火薬類のように酸化剤(硝酸塩、過塩素酸塩など)から酸素が供給される場合は、空気が無くても燃焼は起こる。 広義には次のような反応も燃焼と呼ぶことがある。.

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物性量

物性量(ぶっせいりょう)とは、物質が持っている性質の大小を表す物理量である。外的作用に対して生じる応答の大きさを表す偏微係数として多くの物性量が定義される。.

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非定常状態

非定常状態(ひていじょうじょうたい、Unsteady state)は、さまざまな現象において、ある安定な状態に到達するまでの過渡的な過程を指す。定常状態の反対概念である。.

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非ニュートン流体

非ニュートン流体(ひニュートンりゅうたい、Non-Newtonian fluid)は、流れの剪断応力(接線応力)と流れの速度勾配(ずり速度、剪断速度)の関係が線形ではない粘性の性質を持つ流体のこと。ニュートン流体に当てはまらない流体の総称を指し、この流れのことを非ニュートン流動()と言う。 ニュートンの粘性法則において、剪断応力(接線応力)&tau; は、流れの速度勾配(ずり速度、剪断速度)&part;u /&part;y に比例する。ニュートン流体の場合、その比例係数&mu;は定数となり次式で表される: したがって、流れの粘性の度合いはその比例係数である粘性率 &mu; の大きさによって表される。非ニュートン流体とは、剪断応力と速度勾配がこのような比例関係にない流体の総称である。.

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衝撃波

衝撃波(しょうげきは、shock wave)は、主に流体中を伝播する、圧力などの不連続な変化のことであり、圧力波の一種である。.

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風洞

洞(ふうどう、wind tunnel, WT)は、人工的に小規模な流れを発生させ、実際の流れ場を再現・観測する装置ないし施設。発生させた流れの中に縮小模型などの試験体を置き、局所的な風速や圧力の分布・力・トルクの計測、流れの可視化などを行う。 風洞を用いたこのような実験は風洞実験あるいは風洞試験と呼ばれ、航空機・鉄道車両・自動車など高速で移動する輸送機械や、高層ビル・橋梁など風の影響を受け易い建築物の設計に用いられている。風洞実験は、流体力学全体から見ると、理論 (Analitycal Fluid Dynamics, AFD) と数値計算 (Computational Fluid Dynamics, CFD) と対比して実験流体力学 (Experimental Fluid Dynamics, EFD) と呼ばれる研究手法に位置づけられる。.

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解適合格子法

解適合格子(かいてきごうこうし、Adaptive Mesh Refinement、AMR法)はアダプティブ計算における格子生成法の一つであり、適合格子細分化法などとも呼ばれる。数値流体力学の分野において、1984年にMarsha Bergerらによって提案された手法である。.

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計算格子

計算格子(computational mesh/grid)または単に格子とは、数値解析における離散化のために用いられる、解析領域(2次元または3次元の幾何形状)を有限個に分割した部分領域のことである。構造解析分野では要素とも言う。 計算領域を格子に分けることを格子生成(mesh generation)または格子分割と言う。 各計算格子は番号付けにより識別され、その幾何学的形状は節点(nodes)の座標値により規定される。また、節点には要素節点番号と呼ばれる要素内での節点の番号を付ける。.

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航空機

航空機(こうくうき、aircraftブリタニカ百科事典「航空機」)は、大気中を飛行する機械の総称である広辞苑 第五版 p.889「航空機」。.

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''アメリゴ・ヴェスプッチ'' 船(ふね、舟、舩)とは、人や物をのせて水上を渡航(移動)する目的で作られた乗り物の総称である広辞苑 第五版 p.2354「ふね【船・舟・槽】」。 基本的には海、湖、川などの水上を移動する乗り物を指しているが、広い意味では水中を移動する潜水艇や潜水艦も含まれる。動力は人力・帆・原動機などにより得る。 大和言葉、つまりひらがなやカタカナの「ふね」「フネ」は広範囲のものを指しており、規模や用途の違いに応じて「船・舟・槽・艦」などの漢字が使い分けられている。よりかしこまった総称では船舶(せんぱく)あるいは船艇(せんてい)などとも呼ばれる(→#呼称参照)。 水上を移動するための乗り物には、ホバークラフトのようにエアクッションや表面効果を利用した船に近いものも存在する。また、水上機や飛行艇のように飛行機の機能と船の機能を組み合わせた乗り物も存在し、水上機のフロートや飛行艇の艇体は「浮舟」(うきぶね)と表現される。 なお、宇宙船や飛行船などの水上以外を航行する比較的大型の乗り物も「ふね」「船」「シップ」などと呼ばれる。これらについては宇宙船、飛行船などの各記事を参照のこと。また舟に形状が似ているもの、例えば刺身を盛る浅めの容器、セメントを混ぜるための容器(プラ舟)等々も、その形状から「舟」と呼ばれる。これらについても容器など、各記事を参照のこと。.

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自動車

特殊作業車の例(ダンプカー) 自動車(じどうしゃ、car, automobile)とは、原動機の動力によって車輪を回転させ、軌条や架線を用いずに路上を走る車のこと。.

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自由境界問題

数学における自由境界問題(じゆうきょうかいもんだい、)とは、未知関数 u および未知領域 Ω の両方について解かれる、ある偏微分方程式のことを言う。問題の初めには知られていない、領域 Ω の境界の区間 Γ のことを 自由境界(free boundary)と言う。 自由境界問題の古典的な例に、氷の融解が挙げられる。与えられた氷のかたまりに対し、適切な初期条件および境界条件の下で、その温度を決定するような熱方程式を解くことが出来る。しかし、もし任意の領域における温度が氷の融点よりも常に高かったら、その領域は氷の代わりに液体の水で占められることになる。その氷/水の表面の位置が、偏微分方程式の解によって力学的にコントロールされるのである。.

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鉄道車両

鉄道車両(てつどうしゃりょう)は線路またはそれに準じる軌道の上を走行する車両である。.

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連続体

連続体(れんぞくたい、continuum ).

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NSシステム

NSシステム(Numerical Simulatorシステム)は航空宇宙技術研究所が研究用に構築した数値シミュレーション向けのスーパーコンピュータシステムである。また特にその第2世代の愛称NWT(Numerical Wind Tunnel、数値風洞)でも知られる。.

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OpenFOAM

OpenFOAM(Open source Field Operation And Manipulationの略称)は数値解析開発、及び数値流体力学を含む連続体力学の前後処理用のC++製ツールボックスである。GNU General Public License公開のオープンソースであり、名称は2007年にOpenCFD Ltdが登録後、2011年にOpenFOAM財団が非独占権利者となった。.

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格子ボルツマン法

格子ボルツマン法(こうしボルツマンほう)とは、流体を多数の仮想粒子の集合体(格子気体モデル)で近似し、各粒子の衝突と並進とを粒子の速度分布関数を用いて逐次発展させることにより、そのモーメントを計算することによって、流体の熱流動場を求めるシミュレーション法のことである。.

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格子気体法

格子気体法(こうしきたいほう、英語:Lattice Gas Cellular Automata)とは、セル・オートマトンに基づくモデルを用いた流体シミュレーション法である。計算空間および流体をそれぞれ格子および粒子で離散化し、粒子に対して衝突および並進と呼ばれる演算を施してその状態を時間発展させることにより、流体の運動を模擬する。格子の形状および衝突ルールの異なるいくつかのバージョンが存在する。.

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構造格子

構造格子(こうぞうこうし、structured mesh, regular grid)とは、構造解析や流体解析で用いられる格子(メッシュ)の種類のひとつで、計算点を座標系に沿って配置するもの。非構造格子に比べ計算負荷を低くすることができる。.

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機械

この記事では機械、器械(きかい、フランス語、英語、オランダ語:machine、ドイツ語:Maschine)について説明する。 なお、日本語で「機械」は主に人力以外の動力で動く複雑で大規模なものを言い、「器械」のほうは、人力で動く単純かつ小規模なものや道具を指すことが多い。.

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気体分子運動論

気体分子運動論(きたいぶんしうんどうろん、)は、原子論の立場から気体を構成する分子の運動を論じて、その気体の巨視的性質や行動を探求する理論である。気体運動論や分子運動論とも呼ばれる。最初は単一速度の分子群のモデルを使ってボイルの法則の説明をしたりしていたが、次第に一般化され、現今では速度分布関数を用いて広く気体の性質を論ずる理論一般をこの名前で呼ぶようになっている。.

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混相流

混相流(こんそうりゅう、)とは、物質の複数の相が混ざり合って流動する現象である。物質の状態に応じて、.

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渦度

北半球における高気圧 (H) ・低気圧 (L) の回転方向 渦度(うずど、かど)は、流れの回転するありさまを表現する量である。渦度はベクトル量(さらに言えば擬ベクトル)であり、流れの速度ベクトルのなすベクトル場の回転である。 渦度ベクトル は流速ベクトル により、以下のように表される。 &.

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有限体積法

有限体積法(ゆうげんたいせきほう、finite volume method、FVM)とは、数値解析手法の一つである。領域を有限個のコントロールボリューム()に分割し、各ボリュームに対して積分形の物理量の保存方程式を適用するものである。 1960年代にロスアラモス国立研究所においてに基づく流体解析手法として開発され、現在では、多くの商用の流体解析コードに標準的な離散化解析手法として採用されている。.

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有限要素法

有限要素法(ゆうげんようそほう、Finite Element Method, FEM)は数値解析手法の一つ。解析的に解くことが難しい微分方程式の近似解を数値的に得る方法の一つである。方程式が定義された領域を小領域(要素)に分割し、各小領域における方程式を比較的単純で共通な補間関数で近似する。構造力学分野で発達し、他の分野でも広く使われている手法。その背景となる理論は、関数解析と結びついて、数学的に整然としている。.

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流体

流体(りゅうたい、fluid)とは静止状態においてせん断応力が発生しない連続体の総称である。大雑把に言えば固体でない連続体のことであり、物質の形態としては液体と気体およびプラズマが流体にあたる。.

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流体力学

流体力学(りゅうたいりきがく、fluid dynamics / fluid mechanics)とは、流体の静止状態や運動状態での性質、また流体中での物体の運動を研究する、力学の一分野。.

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流線

流線(りゅうせん、streamline)とは、ある瞬間における、流れ場の速度ベクトルを接線とする曲線(群)のことである。.

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海(うみ)は、地球の地殻表面のうち陸地以外の部分で、海水に満たされた、一つながりの水域である。海洋とも言う。 海 海は地表の70.8%を占め、面積は約3億6106万km2で、陸地(約1億4889万km2)の2.42倍である。平均的な深さは3729m。海水の総量は約13億4993万立方キロメートルにのぼる理科年表地学部。ほとんどの海面は大気に露出しているが、極地の一部では海水は氷(海氷や棚氷)の下にある。 陸地の一部にも、川や湖沼、人工の貯水施設といった水面がある。これらは河口や砂州の切れ目、水路で海とつながっていたり、淡水でなく塩水を湛えた塩湖であったりしても、海には含めない。 海は微生物から大型の魚類やクジラ、海獣まで膨大な種類・数の生物が棲息する。水循環や漁業により、人類を含めた陸上の生き物を支える役割も果たしている。 天体の表面を覆う液体の層のことを「海」と呼ぶこともある。以下では主に、地球の海について述べる。.

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方程式

14''x'' + 15.

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数値予報

数値予報(すうちよほう)とは、大気の状態変化を数値的に計算して将来の状態を予測する、天気予報の手法である。 数値予報は、観測データの収集・品質チェック・格子点作成(モデル化)・初期値の設定・時間積分等の計算技術・最終結果を表現するための画像処理などの技術によって支えられている。.

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数値積分

数値積分(すうちせきぶん)とは、狭義には与えられる関数の定積分の値を、解析的にではなく数値的に求めることであり、広義には与えられる導関数から原関数を求めること、また微分方程式を数値的に解くことを含む。数値解析の一つである。 以下では、狭義の数値積分(一変数の関数の定積分の値を求める方法)について述べる。.

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数値解析

バビロニアの粘土板 YBC 7289 (紀元前1800-1600年頃) 2の平方根の近似値は60進法で4桁、10進法では約6桁に相当する。1 + 24/60 + 51/602 + 10/603.

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