M6110 教學大綱表

教學大綱表 (109學年度第2學期)

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課程名稱 Course Title	(中文) 計算流體力學 (英文) Computational Fluid Mechanics			開課單位 Departments	機械與材料工程研究所
				課程代碼 Course No.	M6110
授課教師 Instructor	張雅竹
學分數 Credit	3.0	必/選修 core required/optional	選修	開課年級 Level	研究所
先修科目或先備能力(Course Pre-requisites)：熱力學、流體力學、熱傳學、工程數學
課程概述與目標(Course Overview and Goals)：計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)是藉由電腦來模擬流體運動過程的一門學問。CFD的應用範圍非常廣泛，如航太、汽車、船舶、土木、機械、化工、醫工、電子、材料、大氣與海洋等均涵蓋在內。本課程的教學內容：明確計算流體力學的用途、掌握流體力學的控制方程、熟悉計算流體力學的數值方法。透過本課程的學習，幫助學生掌握典型的計算流體力學數值方法、以及目前計算流體力學的現況和發展趨勢，並解決生活或工程設計中所遇到的流體問題。
教科書(Textbook)	自編講義
參考教材(Reference)	1.計算流體力學基礎及其應用，(美)John D. Anderson著，吳頌平，劉趙森譯，2007年，機械工業出版社 2.計算流體力學及熱傳學，謝曉星，民國82年，高立出版社。

課程大綱 Syllabus			學生學習目標 Learning Objectives	單元學習活動 Learning Activities	學習成效評量 Evaluation	備註 Notes
序 No.	單元主題 Unit topic	內容綱要 Content summary	學生學習目標 Learning Objectives	單元學習活動 Learning Activities	學習成效評量 Evaluation	備註 Notes
1	計算流體力學的基本原理	1.計算流體力學概述 2.計算流體力學的發展 3.計算流體力學的應用	啟發學生對於計算流體力學之科學認知及學習興趣
2	流體力學的控制方程組	流動模型、物質導數、速度散度之物理意義、連續性方程	啟發學生對於計算流體力學之科學認知及學習興趣
3	流體力學的控制方程組	連續性方程、動量方程、能量方程、邊界條件	啟發學生對於計算流體力學之科學認知及學習興趣
4	偏微分方程的數學性質	線性偏微分方程類別、確定偏微分方程類型的一般方法、不同類型偏微分方程的一般性質(雙曲型方程、拋物型方程)	啟發學生對於計算流體力學之科學認知及學習興趣
5	偏微分方程的數學性質	不同類型偏微分方程的一般性質(雙曲型方程、拋物型方程)、橢圓形方程	建立學生對於計算流體力學邏輯分析與工程應用的能力
6	離散化的基本方法	有限差分基礎、差分方程、顯式與隱式法、誤差與穩定性分析	建立學生對於計算流體力學邏輯分析與工程應用的能力
7	離散化的基本方法	有限差分基礎、差分方程、顯式與隱式法、誤差與穩定性分析	建立學生對於計算流體力學邏輯分析與工程應用的能力
8	網格生成與座標變換	網格生成，對於給定一個幾何外型來說，合適的網格是一件非常重要的關鍵。	建立學生對於計算流體力學邏輯分析與工程應用的能力
9	期中考	期中考	期中考
10	網格生成與座標變換	網格生成，對於給定一個幾何外型來說，合適的網格是一件非常重要的關鍵。	建立學生對於計算流體力學邏輯分析與工程應用的能力
11	計算流體力學的基本方法	Lax-Wendoroff法、MacCormack法、黏性流動、守恆型式、空間推進	1.掌握典型的計算流體力學數值方法 2.計算流體力學的現狀和發展趨勢
12	計算流體力學的基本方法	鬆弛法與低速無黏流動中的應用、數值耗散等	1.掌握典型的計算流體力學數值方法 2.計算流體力學的現狀和發展趨勢
13	計算流體力學的基本方法	Navier-Stokes方程式數值方法介紹	1.掌握典型的計算流體力學數值方法 2.計算流體力學的現狀和發展趨勢
14	計算流體力學的基本方法	Navier-Stokes方程式數值方法介紹	1.掌握典型的計算流體力學數值方法 2.計算流體力學的現狀和發展趨勢
15	分組報告	分組報告	分組報告
16	分組報告	分組報告	分組報告
17	分組報告	分組報告	分組報告
18	期末考	期末考	期末考

教學要點概述：
1.自編教材 Handout by Instructor：
□ 1-1.簡報 Slids
□ 1-2.影音教材 Videos
□ 1-3.教具 Teaching Aids
□ 1-4.教科書 Textbook
□ 1-5.其他 Other
□ 2.自編評量工具/量表 Educational Assessment
□ 3.教科書作者提供 Textbook

成績考核 Performance Evaluation：期末考：40% 期中考：40% ：20%

教學資源(Teaching Resources)：
□ 教材電子檔(Soft Copy of the Handout or the Textbook)
□ 課程網站(Website)
扣考規定：https://curri.ttu.edu.tw/p/412-1033-1254.php