内容

目次

1章　Excelと数値シミュレーション 　1.1　Excelのビジュアルなシミュレーション機能 　1.2　Excelによる数値解析の現状 　1.3　Excelによる数値解析の特徴と適用範囲 　　　　1.3.1　プログラミング言語を用いたシミュレーション開発 　　　　1.3.2　本書で取り上げるExcel解析の特徴 　　　　1.3.3　Excel解析の適用範囲 　1.4　本書で登場するExcelのバージョンとコマンドの対応 　1.5　本書の構成 　Column W 2章　プログラミング知識を必要としない熱流体シミュレーションのための基礎 　2.1　セルの参照 　2.2　セルの書式設定 　2.3　シートの移動またはコピー 　2.4　置換 　2.5　グラフの挿入によるシミュレーション結果の可視化表示 　2.6　条件付き書式設定によるシミュレーション結果の簡易可視化表示 　2.7 　Excel解析の操作がラクになるテクニックとノウハウ 　Column L 3章　Excelによるビジュアルな熱流体シミュレーションのためのヒント 　3.1　伝熱問題を例とした熱流体シミュレーション 　　　　3.1.1 　定常 1 次元熱伝導問題（発熱あるいは吸熱を伴う平板系） 　　　　3.1.2 　定常 2 次元熱伝導問題（発熱あるいは吸熱を伴う矩形領域系） 　　　　3.1.3 　非定常 1 次元熱伝導問題（1 枚のワークシートを用いた解析，平板系）  　　　　3.1.4 　電子基板の空冷問題の熱回路網法による解法 　　　　3.1.5 　解析領域の空間分割メッシュの簡易増減法 　　　　3.1.6 　不等メッシュの導入と解法 　3.2　非定常 2 次元熱伝導問題（ワークシートを時系列に対応させた解法） 　　　　3.2.1　物理モデル，基礎方程式，初期条件および境界条件の例 　　　　3.2.2　ワークシートを時系列に対応させた解析法 　3.3　ニュートン法（1 セルのみ使用）とゴールシークによる 4 次方程式の解法 　3.4　アイコン化セルを用いた熱流体シミュレーション 　　　　3.4.1 　物理モデル，基礎方程式および境界条件の例 　　　　3.4.2 　アイコン化セルを用いた解析法 　Column F 4章　マクロ導入による熱流体シミュレーションの効率化 　4.1　マクロの基本事項 　4.2　マクロの実行 　4.3　一連のパラメータに対する解析の実行 　4.4　ワークシートの自動追加 　4.5　アイコン化セルへのマクロの適用 　Column N&S 5章　熱流体シミュレーション結果のアニメーション化 　5.1　手作業によるアニメーションの作成 　5.2　マクロ導入による効率的アニメーション化 　Column C 6章　熱流体シミュレーションの適用事例 　―日常生活― 　6.1　ふとんの伝熱現象 　6.2　皮膚の火傷 　6.3　シャツ-皮膚の温度シミュレーション 　6.4　ゆで卵の伝熱現象 　6.5　冷蔵庫における氷の製成および合金凝固 　6.6　冷凍食品の自然解凍と電子レンジ解凍 　6.7　ホットプレートの温度制御 　6.8　空調の最適制御 　6.9　配管・タンク・電気炉の断熱問題 　―産業機器・製造プロセス― 　6.10　含水した断熱材の非定常伝熱解析 　6.11　高温炉内の被加熱物のふく射伝熱量と温度変化 　6.12　アーク溶接時の温度分布（1） 　6.13　アーク溶接時の温度分布（2） 　6.14　摩擦攪拌接合時の温度分布 　6.15　廃炉作業のレーザ切断時の温度分布 　6.16　 宇宙往環機の断熱タイル温度変化 　6.17　 自動車エンジン温度分布 　6.18　 電動モータの温度分布 　6.19　 固体酸化物形燃料電池の電極解析 　6.20　 磁気冷凍および電気熱量効果の冷却システムの温度変化 　6.21　 熱交換器内の流体温度分布 　6.22　 単相流熱交換器の伝熱設計 　6.23　 沸騰と凝縮を伴う管内気液二相流の伝熱特性 　6.24　 ナノ流体による伝熱促進と有効熱伝導率 　6.25　 多孔質体内の流れと温度分布 　6.26　 熱電対の起電力と温度差の多項式近似式作成 　6.27　 熱電対および放射温度計による温度計測の誤差 　―電子機器― 　6.28　 強制対流と自然対流の放熱フィンのフィン効率と伝熱量 　6.29　 電気自動車，パソコン，携帯端末機器の配線基板上の電子部品の冷却 　6.30　 電子機器筐体内部の強制対流の空気流れと温度分布 　6.31　 データセンタ室内の強制対流と自然対流の空気流れと温度分布 　6.32　 機器冷却用の単管・ループヒートパイプの伝熱特性 　6.33　 機器温度制御用ペルチェ素子の伝熱特性 　6.34　 局所冷却用マイクロ伝熱機器の伝熱量 　―環境― 　6.35　 海岸の汚染物質流入の濃度拡散 　6.36　 津波現象のVOF法による自由表面流体流れ 　6.37　 雪崩現象の粒子法による自由表面流体流れ 　6.38　 太陽熱利用給湯システムおよび太陽光発電・集熱複合システムのエネルギー効率 　6.39　 地球平衡温度と二酸化炭素濃度との関係および地表・地中温度分布 　6.40　 家庭で使用するエネルギーやごみによる二酸化炭素排出量 　―情報― 　6.41　 AI（人工知能）計算（1） 　6.42　 AI（人工知能）計算（2） 　6.43　 IoT温度センサによる農業用温室内の温度変化予測 　6.44　 ネットワークWebデータを取り込んで利用するExcel伝熱解析 　―熱流体シミュレーション― 　6.45　 流れ関数―渦度法を用いた自然対流と温度計算 　6.46　 流れ関数―渦度法を用いた分散熱源を有する傾斜平行平板間での定常 2 次元共存対流 　6.47　 熱回路網法による熱流体シミュレーション 　6.48　 SIMPLE法による 2 次元平行平板間流れのシミュレーション 　6.49　SIMPLE法によるステップ流れのシミュレーション 　6.50　 室内空調の熱流体計算 　6.51　 行列を用いたふく射伝熱計算 　6.52　 ニュートン法とゴールシークを用いたふく射伝熱計算 　6.53　 二分法による高次方程式の解法 　6.54　 モンテカルロ法によるふく射伝熱 　6.55　 分子動力学法による気体分子拡散 　6.56　 燃焼場の流れ・温度・濃度分布と断熱燃焼温度 　6.57　 逆問題解析による音波CT法の火炎内部温度計測 　6.58　 熱応力によるガラスの熱割れ 　6.59　 熱流体物性値データベース，真空状態の熱伝導率 　6.60　 伝熱計算教材集 　6.61 　3次元非定常熱伝導 　6.62　 有限要素法による三角形状の熱伝導温度分布 　6.63　 閉空間内の自然対流および複合対流の流れと温度分布 　6.64　 物体まわりの流れと温度分布 　6.65　 平行平板間のk-εモデルの乱流流れ 　Column P 7章　熱流体シミュレーションのための伝熱工学と数値解析法の基本事項 　7.1　伝熱工学の基本事項 　　　　7.1.1 　熱伝導の基本法則と伝熱量 　　　　　　　 ①　2次元直交座標系 　　　　　　　 ②　2次元円筒座標系 　　　　　　　 ③　熱伝導率が温度の関数の場合のコントロールボリューム法による解法 　　　　7.1.2 　対流熱伝導と熱通過の基本法則と伝熱量 　　　　　　　 ①　定常2次元直交座標系の場合の基礎方程式 　　　　　　　 ②　強制対流の場合の運動方程式 　　　　　　　 ③　自然対流の場合の運動方程式 　　　　7.1.3 　ふく射の基本法則と伝熱量 　　　　　　　 ①　灰色平行平面間のふく射伝熱と正味の交換熱量 　　　　　　　 ②　比較的小さい灰色面のふく射伝熱と正味のふく射熱交換量 　　　　　　　 ③　射度と外来照射量 　　　　7.1.4 　主要な無次元数の定義と意味 　7.2　数値解析法の基本事項 　　　　7.2.1 　差分法 　　　　　　　 1)　1次および2次導関数の差分近似 　　　　　　　 2)　格子点とセルの関係 　　　　　　　 3)　基礎方程式と差分式（熱伝導，等メッシュの場合） 　　　　　　　　　 I　定常1次元 　　　　　　　　　　 直交座標系／円筒座標系／球座標系 　　　　　　　　　 II　非定常1次元 　　　　　　　　　　 直交座標系／円筒座標系／球座標系 　　　　　　　　　 III　定常2次元 　　　　　　　　　　 直交座標系／円筒座標系 　　　　　　　　　 IV　非定常2次元 　　　　　　　　　　 直交座標系／円筒座標系 　　　　　　　 4)　境界条件の差分近似 　　　　7.2.2 　熱回路網法 　　　　　　　 1)　熱抵抗と熱コンダクタンス 　　　　　　　 2)　熱回路網法の適用例（定常2次元直交座標系等メッシュの場合） 　　　　　　　 3)　境界条件の例（定常2次元直交座標系等メッシュの場合） 　　　　7.2.3 　エンタルピー法 　　　　7.2.4 　風上差分法 　　　　7.2.5 　ゴールシーク 　　　　7.2.6 　流れ関数―渦度法 　　　　7.2.7 　分子動力学法 　　　　7.2.8 　モンテカルロ法 　　　　7.2.9 　粒子法 　　　　7.2.10 　ルンゲクッタ法 　　　　7.2.11 　SIMPLE法 　　　　7.2.12 　VOF法 　Column K