Pythonによる科学技術計算入門 【流体 専門コース】Ⅱ

【Pythonによる科学技術計算入門 【流体 専門コース】Ⅱ】

このコースは誰に向けたものか？
本コースは、Udemy講座【Pythonによる科学技術計算入門】の応用コース・専門コースにあたります。数値流体力学にフォーカスし、流体力学とは何か、数値流体力学の基礎、さらに新しい数値流体力学手法である格子ボルツマン法（LBM）の原理的な部分を学ぶことです。

コースⅡへのご注意
このコースは格子ボルツマン法を体系的かつ専門に学べる世界初のコースとなります。コースⅡになり、乱流にフォーカスして解説・実装を行っていきます。

こんな方に向いています
・専門的かつハイレベルな科学技術計算に興味のある学生さんや社会人の方
・企業や国の研究機関で働いている研究員の方
・大学の修士課程や博士課程の方・ポスドクの方
・市販の数値流体力学ソフトを使うのではなく内製のソフトウェア開発をフルスクラッチで行いたい方

フルスクラッチで一緒に実装します
Google Colab環境でnotebook上にフルスクラッチでアルゴリズムの実装を行います。特にCupyを使ったGPUによる並列計算を採用しており、完成されたコードは実用的でそのままソフトウェア開発に活かせるレベルになります。またGoogle Colab環境なので、デスクトップ + GPUという環境を用意できなかったとしても本講座を受講する事が可能です。

何が学べる？
本コースは専門コースのⅡになります。乱流に焦点を当て、乱流とは何か？乱流と数値流体力学手法、そしてLBMと乱流について学ぶことができます。コースⅠで実装したSRT（Simple Relaxation Time）を拡張したMRT（Multiple Relaxation Time）モデルの理論的な解説と、先進的な実装に取り組みます。このコースを修了すると、2次元LBMの高いReynolds数までの計算が可能になります。

詳細はこちらの動画でご確認ください
コースの内容や手法、実装例を含む詳細については、コース概要の動画をご覧いただけます。Pythonでの数値流体力学の専門知識を深め、実際の研究や開発に活かしるためのスキルを得ることができるでしょう。

【コース概要動画】

🎥 [数値流体力学とは？LBM（ランダムバウンド方法）の基本解説]
流体力学の基礎からLBMの概念までを役立つ解説を行い、数値計算の世界における重要性を理解していきます。

🎥 [PythonでのLBM実装の基本]
Pythonを使用したLBMの実装の基本的な手順と、簡単な例を通じて、コースに参加者はどのように始めるべきかをご案内します。

🎥 [MRTモデルの理論とPython実装]
LBMの拡張版であるMRTモデルの理論的な背景から、Cupyを活用した高度なPython実装までを学びます。Sympyによるメタプログラミングの技術を使って、効率的で読みやすいコードを作り上げる方法を学んでいきます。

この専門コースでは、理論的な知識と実務的なスキルを組み合わせることで、数値流体力学の分野における先進的な研究者や開発者としての基盤を築きます。PythonとLBMの知識を身につけ、限界に近づちゃう挑戦をこれからの学びの一助となるでしょう。

注意:

• このコースはPythonや数値流体力学に関する基本的な知識が必要です。
• GPUプログラミングへの経験があると、Cupyを使った並列計算の理解が容易になります。
• このコースは専門的な知識を前提として進められており、初級者向けではありません。初級者はコースⅠから始めてください。