到達目標
①CAE解析の必要性や流れを理解し、実施上の注意点を踏まえた解析を実行できる
②構造解析の基本を理解し、構造設計、形状設計に解析結果を生かすことができる
③流体解析の基本を理解し、形状設計、流体機械の設計に解析結果を生かすことができる
④CAE解析結果をわかりやすく論理的に報告書にまとめることができる
【教育目標】C
【キーワード】
３D-CAD、CAE、 応力解析、流体解析
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 |
| CAE解析の必要性や流れを理解し、各種の注意点を踏まえた解析を実行できる | CAE解析の流れをよく理解し、各種の注意点を踏まえた解析を確実に実行できる | CAE解析の流れを理解し、各種の注意点を踏まえた基本的な解析を実行できる | CAE解析の流れを理解し、各種の注意点を踏まえた解析が実行できない |
| 構造解析の基本を理解し、構造設計、形状設計に解析結果を生かすことができる | 構造解析の基本をよく理解し、構造設計、形状設計に解析結果を反映できる | 構造解析の基本をよく理解し、構造設計、形状設計に解析結果をある程度反映できる | 構造解析の基本をよく理解できず、構造設計、形状設計に解析結果を反映できない |
| 流体解析の基本を理解し、形状設計、流体機械の設計に解析結果を生かすことができる | 流体解析の基本をよく理解し、形状設計、流体機械に解析結果を反映できる | 流体解析の基本をよく理解し、形状設計、流体機械に解析結果をある程度反映できる | 流体解析の基本がよく理解できず、形状設計、流体機械に解析結果を反映できない |
| CAE解析結果をわかりやすく報告書にまとめることができる | CAE解析結果をわかりやすく報告書にまとめることができる | CAE解析結果を報告書にまとめることができる | CAE解析結果をわかりやすく報告書にまとめることができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
①CAEの範囲のうち、「構造解析」および「流体解析」の２つの分野を対象に、CAEの基本と注意事項について学ぶ。
②与えられた課題の実践を通してその実際を学び、論理的な報告書にまとめる。その際、CAEによって得られた知見を座学で学んだ専門知識に基づき検討する。
③解析ツールは、本校の所有するSolidWorks Simulation/Flow Simulationライセンスを利用する。
授業の進め方・方法:
授業は配布資料を用いて説明を行う。資料などは、Moodleに掲載するので適宜参照のこと。
注意点:
【事前学習】
・材料工学、材料力学、流体力学、熱力学、偏微分方程式等の応用数学の知識を活用するので、予習・復習をしておくこと。
・コンピューターの基本的な使い方に習熟しておくほか、学校で用意しているCAD/CAEソフトウェア(SolidWorks)の自学自習用ライセンスを積極的に活用することが望ましい。
自学自習用ライセンスの利用については、授業スタート時に説明する。
・事前に授業の内容を確認すること。また、理解を深めるためにテキストや配布資料中の演習問題の解析を自主的に実施することを勧める。
【成績評価】
・課題レポート100%(全2回)で評価する。
・課題レポートは必ず全て提出し、かつ6割以上の評価点を獲得することで合格とする。
【評価項目】
１）計算のモデル化、境界条件・初期条件等のCAEに必要な設定が適切かどうか
２）計算結果の評価のために、適切な可視化・グラフ化を行っているか
３）計算結果に対して専門知識を活用した論理的な考察を十分に行っているか
４）CAE結果に基づく設計評価書（技術的報告書）として、モデル構造・形状との関係について改良や変更点の考察を十分に行っているか
（感想文ではなく、何をどう設定し、どういう結果になったか、結果の理由の考察が十分に行われているか、を論理的に記述する）
【評価基準】各項目についてA(95点),B(85点),C(75点),D(65点),E(59点)の５段階評価とし、記述の内容等により±を付し±５点の加点・減点を行うこともある。（未提出は０点）
総合成績については、課題を２つとも提出し、かつ、2回の課題の平均点を算出し、60点以上を単位習得とする。
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス |
CAEソフトウェアの起動方法、簡単な解析を実施し、ＣＡＥの基礎を理解する
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| 2週 |
構造解析の基礎 |
例題や手計算を通して、有限要素法の基礎を理解する
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| 3週 |
構造解析１ |
線形解析を実施し、解析結果の評価、メッシュ依存性などについて理解する
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| 4週 |
構造解析２ |
振動解析・疲労解析を実施し、材料工学特性と解析結果の関係を理解する。
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| 5週 |
構造解析３ |
熱応力解析を理解する
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| 6週 |
構造解析４ |
複数条件での解析を実施し、実験計画法などのデータマイニングの基礎および形状最適化について学ぶ
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| 7週 |
構造解析演習１ |
ＦＥＡ課題レポートに取り組む
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| 8週 |
構造解析演習２ |
ＦＥＡ課題レポートに取り組む
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| 4thQ |
| 9週 |
流体解析の基礎 |
流体シミュレーションの操作方法について把握する
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| 10週 |
流体解析１ |
外部流れ解析を通して、流体シミュレーションの実際を理解する
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| 11週 |
流体解析２ |
内部流れ解析を通して、流体シミュレーションの実際を理解する
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| 12週 |
流体解析３ |
熱と流体の連成解析について理解する
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| 13週 |
流体解析演習１ |
CFD課題レポートに取り組む
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| 14週 |
流体解析演習２ |
CFD課題レポートに取り組む
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| 15週 |
まとめ |
習った事柄の振り返りを行う
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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 | 発表 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 100 |
| 応力解析の基礎事項 | 50 | 0 | 50 |
| 流体解析の基礎事項 | 50 | 0 | 50 |