到達目標
常微分方程式のオイラー法，偏微分方程式の差分法及び有限要素法の原理を理解でき，その数値計算ができる．
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 | オイラー法，差分法及び有限要素法の原理を正確に理解し，その数値計算を行うことができる． | オイラー法，差分法及び有限要素法の数値計算を行うことができる． | オイラー法，差分法及び有限要素法の数値計算を行うことができない． |
学科の到達目標項目との関係
システム制御情報工学科の教育目標②
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本科の教育目標①
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教育方法等
概要:
数値解法に代表されるオイラー法，差分法及び有限要素法の基礎的な事項を学ぶ．
授業の進め方・方法:
座学とコンピュータを用いた数値計算のプログラミング(Python)を融合させた授業を行う．適宜，レポート課題等を課す．
注意点:
・これまでの学年で学んできた数学，物理，専門科目を基礎とする科目であるため，不明な部分は事前に復習を行い，授業を受けること．
・総時間数45時間（自学自習15時間）
・自学自習時間（15時間）は，日常の授業（30時間）に対する予習復習，レポート課題の解答作成時間のための学習時間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が認められる．
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 |
Pythonの基礎 |
Pythonの基礎的な構文を理解する．
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| 2週 |
数値積分 |
シンプソンの積分公式を理解し，その数値計算ができる．
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| 3週 |
常微分方程式 (1)オイラー法 |
オイラー法を理解し，その数値計算ができる．
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| 4週 |
(2)ルンゲ・クッタ法 |
ルンゲ・クッタ法を理解し，その数値計算ができる．
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| 5週 |
(3)連立常微分方程式の解法 |
連立常微分方程式の数値積分法への適用ができる．
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| 6週 |
工学における偏微分方程式の例 |
工学問題を定式化すると偏微分方程式で表現できる例を理解する．
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| 7週 |
偏微分方程式の差分法 (1)偏微分方程式とその差分近似 |
差分近似の原理を理解し，これを偏微分方程式に適用できる．
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| 8週 |
(2)放物型方程式の数値解法[1] |
陽解法を用いて，放物型偏微分方程式の数値解を計算できる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
(3)楕円型方程式の数値解法[1] |
ガウス・ザイデル法を用いて，楕円型偏微分方程式の数値解を計算できる．
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| 10週 |
(4)楕円型方程式の数値解法[2] |
逐次過大緩和法を用いて，楕円型偏微分方程式の数値解を計算できる．
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| 11週 |
(5)楕円型方程式の解析解 |
楕円型方程式の解析解と数値解を比較し，差分法の妥当性が理解できる．
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| 12週 |
(6)放物型方程式の数値解法[2] |
陰解法を用いて，放物型偏微分方程式の数値解を計算できる．
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| 13週 |
(7)双曲型方程式の数値解法 |
陽解法を用いて，双曲型偏微分方程式の数値解を計算できる．
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| 14週 |
有限要素法 (1)有限要素法の基礎 |
有限要素法の概要を理解できる．
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| 15週 |
(2)有限要素法の数値解法 |
有限要素法を用いて，トラス構造の強度が計算できる．
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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 |
評価割合
| 課題・レポートなど | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 25 | 25 |
| 専門的能力 | 75 | 75 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 |