数値誤差とは？丸め誤差と打ち切り誤差の違い
数値計算の答えがずれる理由は、一つではありません。 「表しきれない誤差」と「近似したことで入る誤差」を分けて考えると、計算の見通しが一気によくなります。 結論 数値誤差は主に「丸め誤差」と「打ち切り誤差」に分かれる。 数 … 続きを読む
Matsun
離散化とは？微分方程式を数値計算する方法
連続な式は、そのままではコンピュータに載らない。 離散化は、微分方程式を「計算できる形」に翻訳するための最初の一歩です。 結論 離散化とは「連続な微分方程式を、有限個の点や区間で近似し、計算可能な式へ変えること」。 離散 … 続きを読む
収束とは何か？数値計算で結果が安定する条件
計算結果が落ち着くのか、それとも振動して壊れるのか。 数値計算における「収束」は、結果を信用できるかを判断する最も基本的な条件です。 結論 収束とは「計算条件を細かくすると数値解が一定値へ近づくこと」。 数値計算における … 続きを読む
スケールアップとは？化学プロセス設計の基本
実験室でうまくいった反応が、工場では同じように動かない。 スケールアップは、化学プロセスを研究室から実装へ運ぶための設計思想です。 結論 スケールアップは「装置サイズが変わっても同じ現象を再現する設計」。 スケールアップ … 続きを読む
無次元数とは？工学でなぜ重要なのか
単位を消すと、現象の骨格が見えてくる。 無次元数は、工学問題を比較し、整理し、支配因子を読むための共通言語です。 結論 無次元数は「現象を支配する比」を、単位なしで表したもの。 無次元数とは、長さ・時間・質量・温度などの … 続きを読む
次元解析とは？工学問題をシンプルにする方法
変数が増えすぎて見えなくなった問題を、まず「単位」で整理する。 次元解析は、工学問題の骨格を取り出すための方法です。 結論 次元解析は「無次元数で現象を整理する方法」。 次元解析（dimensional analysis … 続きを読む
シャーウッド数とは？物質移動を表す無次元数
物質はどれくらい「流れ」によって運ばれているのか。 その強さを、拡散との比較で一つの数にしたものがシャーウッド数です。 結論 シャーウッド数は「対流物質移動と分子拡散の比」。 シャーウッド数（Sherwood numbe … 続きを読む
ヌセルト数とは？熱伝達を理解する無次元数
熱はどれくらい「流れ」によって運ばれているのか。 それを一つの数で表したものがヌセルト数です。 結論 ヌセルト数は「対流熱伝達と熱伝導の比」。 ヌセルト数（Nusselt number）は、流体による対流熱伝達が、単なる … 続きを読む
レイノルズ数とは？流れの状態を決める無次元数
速い流れか、ねばって整う流れか。 レイノルズ数は、そのせめぎ合いを一つの数字に圧縮した無次元数です。 この知識は高圧ガス製造保安責任者(甲種機械)の学習にも使えます。 結論 レイノルズ数は「慣性項と粘性項の比」を表す。 … 続きを読む
境界層とは何か？流体力学の基本をわかりやすく解説
速い流れの中でも、壁のすぐ近くでは流体は止まる。 その「薄い遅い層」が、流体力学の多くを支配している。 結論 境界層とは「壁の近くで速度が変化する薄い領域」。 境界層とは、流体が固体表面の近くを流れるときにできる速度が急 … 続きを読む