到達目標
1. 解析の内容とCAE ソフトウェアの操作方法を理解し、正確に作業を行うことができる。
2. 得られたCAE 解析結果を分析・解釈し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
3. 目的に対応した結果が得られ、それを基にして体裁が整った適切なレポートを作成し、期限内に提出することができる。
4. グループのメンバー間で討議しながら、与えられた課題に取り組むことができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 解析の内容とCAE ソフトウェアの操作方法を十分に理解し、正確に素早く作業を行うことができる。 | 解析の内容とCAE ソフトウェアの操作方法を理解し、正確に作業を行うことができる。 | 解析の内容とCAE ソフトウェアの操作方法を理解しておらず、正確に作業を行うことができない。 |
| 評価項目2 | 得られたCAE 解析結果を深く分析・解釈することができ、CAE 解析結果の妥当性を詳細に確認することができる。 | 得られたCAE 解析結果を分析・解釈し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。 | 得られたCAE 解析結果を分析・解釈できず、CAE 解析結果の妥当性を確認することができない。 |
| 評価項目3 | 目的に対応した満足できる結果が得られ、それらを明記した、体裁が整った適切なレポートを作成し、期限内に提出することができる。 | 目的に対応した結果が得られ、それを基にして体裁が整った適切なレポートを作成し、期限内に提出することができる。 | 目的に対応した結果が得られず、それを基にして体裁が整った適切なレポートを作成できないため、期限内に提出することができない。 |
| 評価項目3 | 先にたって行動の模範を示しつつ、グループのメンバーと協調し、討議しながら課題に取り組むことができる。 | グループのメンバー間で討議しながら、与えられた課題に取り組むことができる。 | 主体性および協調性がなく、グループのメンバーで討議しながら課題に取り組むことができない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 機械システム工学科の教育目標③
説明
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学習・教育到達度目標 本科の教育目標②
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教育方法等
概要:
CAE に関する基本知識を習得した後に、3 グループに分かれ、座学で学ぶ機械工学の主要分野における典型的な事例、すなわち、流体力学分野の「円柱に働く抗力と抗力低減」、機械力学分野の「モード（固有値）解析による音叉の設計」、熱・伝熱工学分野の「CPUヒートシンクの熱伝導解析」を取り上げ、それらの現象をCAE ソフトウェアによりそれぞれ再現し、得られたCAE 解析結果の妥当性を分析する能力の習得を目指す。
次に、習得したCAE 解析結果の分析能力を活用し、各分野における応用事例についてCAE 解析による現象の数値予測を行い、CAE 解析の活用を目指す。
なお、CAE ソフトウェアには、3D-CAD ソフトウェアであるSolidWorks のCAE解析機能を用いる。
授業の進め方・方法:
本科目では，大別して，機械工学における主要科目である流体力学（工学），機械力学、熱・伝熱工学について取り扱う。
各テーマごとに，初めに，テキストの例題を通じてSolidWorksのCAE解析機能の操作方法について習得させる。
次に，例題に関連した課題についてCAE解析を行わせ，関連科目で習得した知識を活用させることで，実験および理論の結果とCAE解析結果との比較から，CAE解析結果の妥当性の分析を学生自らに行わせ，それらの結果をレポートにまとめ，提出させる。
なお，本科目では試験は行わない。
注意点:
・教育プログラムの学習・教育到達目標は，A-1, A-3, D-1, D-2, E-1, E-2とする。
・自学自習時間（60時間）は，日常の授業（30時間）に係わる理論についての予習復習時間，解析結果を検討しレポートにまとめる時間などを総合したものとする。
・評価については，合計点数が60点以上で単位修得となる。その場合，各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること，教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる。
・評価項目と評価対象の各組合せは，「情報技術知識活用力（A-1）」が「実技と成果品」，「基礎工学・専門工学知識活用力（D-1）」が「レポート」，「分析力（D-2）」が「レポート」，「積極性・協調性（E-2）」が「レポート」である。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
１．ガイダンス
２．CAE 概論 |
・授業の概要・進め方・注意点およびレポートの作成方法等が理解できる。
・CAE の概要が理解できる。
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| 2週 |
３．CAE 実習
(1) 円柱に働く抗力と抗力低減（流体力学分野）① |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 3週 |
(1) 円柱に働く抗力と抗力低減（流体力学分野）② |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 4週 |
(1) 円柱に働く抗力と抗力低減（流体力学分野）③ |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 5週 |
(1) 円柱に働く抗力と抗力低減（流体力学分野）④ |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 6週 |
(2) モード（固有値）解析による音叉の設計（機械力学分野）① |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 7週 |
(2) モード（固有値）解析による音叉の設計（機械力学分野）② |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 8週 |
(2) モード（固有値）解析による音叉の設計（機械力学分野）③ |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
(2) モード（固有値）解析による音叉の設計（機械力学分野）④ |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 10週 |
(3)CPUヒートシンクの熱伝導解析（熱・伝熱工学分野）① |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 11週 |
(3)CPUヒートシンクの熱伝導解析（熱・伝熱工学分野）② |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 12週 |
(3)CPUヒートシンクの熱伝導解析（熱・伝熱工学分野）③ |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 13週 |
(3)CPUヒートシンクの熱伝導解析（熱・伝熱工学分野）④ |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 14週 |
ゼミナール① |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 15週 |
ゼミナール② |
・実験結果や理論と、CAE 解析結果を比較検討し、CAE 解析結果の妥当性を確認することができる。
・CAE 解析により、機械工学における諸現象の数値予測を行うことができる。
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前6,前7,前8,前9 |
| 両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。 | 4 | 前6,前7,前8,前9 |
| 引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。 | 4 | 前6,前7,前8,前9 |
| 各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | 前6,前7,前8,前9 |
| 熱流体 | 流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を理解し、適用できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| ニュートンの粘性法則、ニュートン流体、非ニュートン流体を説明できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| 境界層、はく離、後流など、流れの中に置かれた物体の周りで生じる現象を説明できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| 抗力について理解し、抗力係数を用いて抗力を計算できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| 揚力について理解し、揚力係数を用いて揚力を計算できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5 |
| 熱力学で用いられる各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 4 | 前10,前11 |
評価割合
| レポート | 成果品・実技 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 16 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 26 |
| 専門的能力 | 64 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 74 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |