AIとCFDの融合のために:現在までの数値流体力学の全てを基礎から分かりやすく解説！流体インフォーマティクスを活用した流体機械の最適設計のしかたについても分かり易く解説！(2025年1月時点での最新技術にも準拠、全面改訂版)【オンデマンド】

セミナー趣旨

　数値流体解析（CFD）を理解するためには、数値流体力学の基礎および乱流などの流体特有の現象やその表し方、それらをどのような偏微分方程式で表すかなど、ハードルが高く大学院で機械工学を卒業したエンジニアでも通常は大変苦労されるのではないかと思います。
　数値流体力学ではこれを理解しないと、コンピュータで何を解析しているのか分からず、結果的にコンピュータシミュレーション結果がどの程度信頼できるのかも技術に判断できず、その結果を仕事に活用してよいのかさえ分からなくなってします。
　何のために高価な費用を使用してソフトを含むコンピュータシミュレーション装置一式を購入したのかわからなくなってしまいます。 上司から、 「そのシミュレーション結果、技術的に正しいんだな？」 と聞かれ 数値解析者が 「私はよくわかりませんが、高価で有名なソフトが出した結果なので間違い無いと思いうます。」 なんて答えたら大変なことになってしまいます。
　数値流体力学の理論を完全に理解するためには、難解な数学の知識が不可欠です。 この数学を使わずして、数値流体力学の理論を理解することはできません。数値流体力学に必要になる数学を理解したうえで、数値流体力学を理解されたい方はぜひ本セミナーをご受講下さい。
　本セミナーでは、これから流体力学や数値流体解析を勉強されるかた、現在勉強しているけれど苦労されているかた、現在数値流体解析の仕事に携わっているが理論がわからないので解析はしたけれどその後どうすればよいのかわからないというかた、数値解析結果を技術的に正しく読み取れないというかた、１日で仕事にすぐに役立つ流体解析技術全般を理解したいというかた、および部下の管理監督上数値流体解析技術全般を理解しておきたいというかたなどに分かりやすく解説致します。

受講対象・レベル

・数値流体解析（CFD）の基本を分かりやすい解説により習得されたいかた
・今まで全く異なる分野の仕事をしていたが、仕事で数値流体解析をしなくてはならなくなったかた
・乱流の理論やレイノルズ応力、乱流の流体解析の仕組みややりかたを知りたい方
・数学がわからないので数値流体解析の専門書を読んでも意味がわからないというかた
・有限要素法・有限体積法などの数値解析について理解したいというかた
・粒子法・格子ボルツマン法が技術的にどのようなものであるかを分かりやすく知りたい方
・部下の管理監督上、数値流体解析全般と技術的なポイントを把握しておきたいというかた

必要な予備知識

・入門知識から分かりやすく解説しますので特に予備知識は必要ありません。 できれば、高校数学の微積分が理解できているとありがたいです。

習得できる知識

１）数値流体力学（CFD）の必須基礎と重要ポイント（本質）が理解できるようになります。
２）有限要素法や有限体積法による流体解析がわかるようになります。
３）乱流は難解ですが、乱流の数値流体解析の各手法と仕事で必要になる乱流解析のための技術ノウハウが理解でようになります。
４）コンピュータで数値流体解析した結果に技術的な妥当性があるのかないのか判断するための技術的な基礎が身につきます。
５）粒子法や格子ボルツマン法がどのようなものであるかを理解できるようになります。
６）流体インフォーマティクスとはどのようなものか？　なぜ今多くの分野で活躍しているのかなどについて理解できます。
７）数値流体解析のための市販のソフトにはどのようなものがあり、どのような特徴があるのかを理解できるようになります。
８）数値流体力学を行っている部下と技術的な打ち合わせができ、技術の観点から指示を出すことができるようになります。

セミナープログラム

０． 車や飛行機などのCFDや風洞実験についての写真と図でイメージ把握

１． 数値流体力学(CFD)の基礎についてのワンポイント概説

　1-1 数値流体力学（CFD）の基礎を図にて概説
　1-2 CFD以前～2025年(現在）までのCFDについての歴史的変遷を一覧表にして解説

２． 流体を表すための現実的で効果的な考え方についての解説 　 　

　2-1 流体とは？　流れとは？
　2-2 流体の連続体近似とは？
　2-3 流体粒子とは？
　2-4 流体の理論的分類のポイントとしかた
　2-5 ニュートン流体とは？
　2-6 層流、乱流の考え方とポイント
　2-7 乱流解析はさほど大変ではないか？ それとも大変か？
　2-8 流体力学においてレイノルズ数はなぜ重要なのか？
　2-9 流体の観測方法には２種類ある。それらについて解説！
　2-10 流体に働く力とは？
　2-11 流体の速度とは？
　2-12 実質加速度と実質微分について理論的に解説
　2-13 流れを記述するためにはどのような変数が必要になるのか？
　　　 式の数は？　

３． 流体の保存則と支配方程式についての解説　 　

　3-1 流体の場合の質量保存則（連続の式）を導出
　3-2 ナビエ・ストークスの方程式をわかりやすく導出
　3-3 移流加速度とは具体的に何かについて分かり易く解説移流加速度の計算方法のポイントとは？
　3-4 局所加速度と移流加速度の違いを分かりやすく言葉で解説
　3-5 局所加速度と移流加速度の違いを具体的かつ理論的に解説！ 　

４． 乱流の計算のしかた ： 難解な内容を分かり易く解説 　 　

　4-1 乱流の考え方
　4-2 乱流モデルの主要な違いによるモデル化（合計１３種類）のしかたとそれぞれの特徴をイメージしやすいように解説！
　4-3 実務解析でよく使用されている乱流モデル３種類と実務解析面からの特徴
　4-4 市販のCFDソフトとその中で使用されている乱流モデルの一覧表（８種類）
　4-5 RANSについての理論面からの解説
　　　(1) RANSイメージとは？
　　　(2) 乱流を「平均値＋変動値」にするための方法
(3) レイノルズ平均ナビエストークス方程式とは？ レイノルズ応力とは？
　　 (4) レイノルズ応力と計算するためのモデル化としての「k-εモデル」とは？
(5) RANSが苦手な計算分野とは？
　4-6 LESについての理論面からの解説
　4-7 DESについての理論面からの解説

５． 数値流体解析手法における有限差分法、有限要素法、有限体積法の特徴とは？　 　

　5-1 有限差分法（FDM）とは？
　5-2 有限差分法のための数学的準備(差分近似のための数学的な方法）についての解説
　5-3 空間の分割と導関数の差分近似のための方法
　5-4 有限要素法(FEM)についての解説
　5-5 有限体積法(FVM)についての解説

６．粒子法　

　6-1 粒子法とは？
　6-2 粒子法における代表的な方法であるSPH法とMPS法についてのわかりやすい解説
　6-3 SPH法についての考え方と理論
　6-4 MPS法についての考え方と理論
　6-5 SPH法とMPS法の違いを一覧表に整理
　6-6 世界で市販されている粒子法ソフトの名称、特徴、長所、欠点、会社名、国名の一覧表ソフト ： １１種類、2025年時点
　6-7 ParticleWorksの研究開発開始から現在(2025年）までの状況
　6-8 世界におけるParticleWorks販売代理店（日本発祥のソフトが世界へ）
　6-9 日本におけるParticleWorksの活用事例（企業名・年代を含む）
　6-10 従来技術と粒子法の違いを分かり易い図で解説　
　　　　（この後は、Excelで計算できる）

７． 有限体積法による数値流体解析（CFD）の理論を言葉・図・数式で分かり易く解説 　 　

　7-1 有限体積法で差分化し計算する方法を詳しく解説

８． 格子ボルツマン法を分かりやすく解説

　8-1 格子ボルツマン法を分かり易く解説
　8-2 格子ボルツマン法のイメージ
　8-3 格子ボルツマン法の特徴
　8-4 格子ボルツマン法、粒子法(SPH)、粒子法(MPS)、有限体積法の比較を一覧表に整理し各々の特徴について解説
　8-5 格子ボルツマン法の理論を分かりやすく言葉と図で解説
　8-6 格子ボルツマン法にて、D2Q9モデルを例に、次にどの格子に移動するかを決定するまでの理論を数式を使って解説　
　8-7 XflowとPowerFlowの各々のソフトの得意分野と相違についての解説

９． ここ数年目覚ましい発展をしてきている「流体インフォーマティクス（流体情報学）」とこれによる最適設計の例
　　ー理論だけでなく実務的な観点からこの方法を使いこなすためのイメージを得やすいように分かりやすく解説、AIとの関連も解説ー

　9-1 「流体インフォーマティクス（流体情報学）」について解説
　9-2 日本では、「流体インフォーマティクス（流体情報学）」は2003年以降くらいから構築されてきた。日本ではどのように構築されてきたかについて解説
　9-3 「流体インフォーマティクス（流体情報学）」による最適設計法の解説とこれによる最適設計の例（設計課題・解説・解答）　　ー遺伝的アルゴリズムの適用法の解説ー

　　(1) 今回使用する方法について概説
　　(2) 今回使用しない各種の最適設計法についての概説
　　(3) 今回使用する遺伝的アルゴリズムという最適設計化法について具体的に解説
　　(4) 今回の最適設計についての設計課題についての解説
　　(5) 流体インフォーマティクスによるこの設計課題の最適化のしかた
　　(6) 設計課題の解答（解説を含む）
　　(7) 今回の設計課題の計算および結果を表示するPyhtonプログラム例
　　　　（各行に分かり易い解説コメント付き）
　　(8) このPythonプログラム例の解説

　9-4 2025年時点で、データサイエンティストとエンジニアの主な相違点は何であろうか？ そして、従来技術とAIを融合させるとき最大の問題点と考えられるのは何であろか？

１０． 最近の技術動向 　
　　　ー数値流体力学への機械学習の適用事例を合計で10例解説ー

１１． 市販の流体解析ソフトウエア一覧（名称・特徴・長所・欠点） ： １１種類 : 2025年

１２． 市販の流体・熱の連成解析のソフトウエア一覧（名称・特徴・長所・欠点） １０種類 ：2025年

１３.　市販の空力音響解析ソフトの一覧（名称・特徴・長所・欠点） ６種類 ： 2025年時点

１４.　市販の流体・熱・構造・振動・騒音・電磁解析の解析が一つのソフトでできる連成解析ソフトウエア一覧（名称・特徴・長所・欠点） ： 5種類 ： 2025年時点

１５. 質疑応答

セミナー講師

（社）日本騒音制御工学会認定技士
（社）日本音響学会第２回技術開発賞受賞
　有限会社アイトップ　　技術コンサルタント　通訳・翻訳
　名古屋大学大学院　非常勤講師（日本政府主催のフルスカラシップ試験に合格した留学生（修士課程・博士課程）に最適化数学・統計解析・ベイズ統計解析などを英語で講義）
　博士（工学）　　小林英男　先生

　東京電機大学工学部機械工学科卒業後、東京農工大学大学院工学研究科にて特別研究員（５年間）。
　大学生時代にESS（英会話部）に所属し、カリフォルニア大学バークレイ校（通称ＵＣバークレー、世界大学ランキングで毎年10位以内）にて英語研修、および毎日新聞社後援英語弁論大会で３位入賞。上智大学にて開催された全日本選抜集中合宿英語研修（２週間英語のみ、日本語禁止、主催は財団法人語学教育振興会で会長は東京大学名誉教授坪井忠二先生）に２年連続で選抜され参加。東京電機大学第５３代ESS部長。技術だけでなく英語の勉強にも集中したのは卒業後に世界で活躍できるエンジニアになるため。 　大学卒業後、リオン㈱に入社し、騒音・振動の測定・分析・対策、および海外事業部でヨーロッパを担当してセールスエンジニアとして従事。 　 ㈱アマダに勤務し、工場で組立・製造・検査、海外事業部でNCタレットパンチプレスの修理・NCプログラムの作成教育・板金加工技術のコンサルタント、システム事業部で板金加工自動化ライン(FMS)の開発・設計、および技術研究所でアマダ製品の低騒音・低振動化および快適音化などの研究開発に携わり大ヒット商品を世に送り出した。上記のように、製造、サービス、設計、開発、研究（製造～研究まで）の一連の実務経験・実績を積み重ねた。
　 その後、技術コンサルタントとして独立して２８年が経過した。１部上場企業の研究、開発、設計部署を中心に、多くの企業に対し振動・騒音分野およびマルチフィジックス分野で技術指導および技術コンサルティングを実施。この間に先進国を中心に２５ヶ国以上に出張し、エンジニアとして英語で仕事をしてきた。またときに通訳・翻訳なども依頼され実施してきた。
　ここ10年以上は推測統計解析、ベイズ統計解析の研究にも力を入れ、実務エンジニアリングへのベイズ統計学の適用、および機械学習やAIの研究にも力を入れている。 　セミナーの講師歴は約３０年間。日刊工業新聞社主催などの多くの技術セミナー・（技術）英語セミナー・工業数学セミナー・応用物理数学セミナーの講師を実施してきた。この間に専門学校や大学で非常勤講師も行ってきた。
　また、日刊工業新聞社主催のセミナー講師歴は長く１０年以上。本セミナーの内容にも関連する流体と振動・騒音や伝熱とのマルチフィジックス解析の技術指導も行ってきた。また現在は、機械学習・AIにより従来技術を高知能化するための技術指導にも力を入れている。

　本セミナーでは、上記に関連した技術理論はもとよりその時々の実際の実務経験・技術ノウハウもまじえながら分かりやすく解説致していきます。

セミナー受講料

お一人様￥50,000（テキスト代など全てを含みます）
※キャンペーン期間にお申込みの場合は、ページ上部記載のキャンペーン価格になります

＜テキストについて＞
テキストは、PDF化したものをメールに添付して受講者様にお送りさせて頂きます。基本的にお申込み頂いた日にPDFテキストをお送り致します。 テキストは１枚のA４に２スライド印刷なので文字が適度な大きさなので見やすくなっております。 なお、テキストのコピーおよび２次配布などは禁止させて頂いております。