計算工学

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 計算工学
科目番号 0253 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 環境都市工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 実践有限要素法シミュレーション 泉聡志・酒井信介 森北出版 2008年
担当教員 石井 建樹

到達目標

現象のモデル化から導かれる演算を理解し、境界値問題を解くためのマトリクス解法を計算できる。
また、CAEとICTとの関連性を自身で調査することができ,これからの産業界をイメージできる。

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
現象のモデル化から導かれる演算現象をモデル化してその演算を解くことができる現象のモデル化して、その基礎となる演算を理解できる現象をモデル化できない
境界値問題の解法境界値問題を具体的に解くことができる境界値問題の解法を理解できる境界値問題の解法を理解できない
コンピュータシミュレーションコンピュータシミュレーションに利用される演算を理解して実践できるコンピュータシミュレーションに利用される演算を理解できるコンピュータシミュレーションに利用される演算を理解できない
コンピュータシミュレーションの実践とその問題点コンピュータシミュレーションを実際の問題に利用しつつ、その問題点を理解できるコンピュータシミュレーションを利用できるコンピュータシミュレーションを利用できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
コンピュータシミュレーションにおいて必要不可欠なモデル化を理解して、その演算を実際に解く。そして、実践的な課題に取り組む中でコンピュータシミュレーションを利用して、その実用性と問題点を体験する。Formsに事前資料を提示して予習を中心とした授業を展開する。
授業の進め方・方法:
・授業時間に対して倍の時間の予習・復習を行うこと。特に,Formで提示した資料を予習して,授業のポイントを明確にすること.
・課題実施のために、事前調査、課題達成に向けた準備などを自主学習に役立てること。
・補助教科書として,次の書籍を挙げておくので,適宜参考にして学習の助けとすること。
 (1)宮本裕ほか著『構造工学 第3版』技報堂出版、2011年
 (2)A First Course in Finite Elements, J. Fish and T. Belytschko(訳本:有限要素法,山 田貴博監訳,永井学士,松井和己訳)他
注意点:
これまでに学習した多くの知識を利用する。特に、微分方程式や行列計算については十分に復習し、数学的な表現に慣れておくこと。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ICTとCAE事例紹介 コンピュータシミュレーション事例紹介
2週 現象のモデル化 モデル化の概念を学ぶ
3週 直列バネ系のマトリクス解法 直列バネ系の解法を学習する
4週 直列バネ系のマトリクス解法 直列バネ系の解法を学習する
5週 直列バネ系のマトリクス解法 直列バネ系の解法を学習する
6週 直列バネ系のマトリクス解法 直列バネ系の解法を学習する
7週 平面トラスの解法 平面トラスのマトリクス解法を学習する
8週 平面トラスの解法 平面トラスのマトリクス解法を学習する
2ndQ
9週 平面トラスの解法 平面トラスのマトリクス解法を学習する
10週 中間試験 中間試験
11週 仮想仕事式 応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
12週 仮想仕事式 応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
13週 仮想仕事式 応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
14週 仮想仕事式 応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
15週 前期定期試験 前期定期試験までの内容
16週 前期定期試験の解説

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合4001010400100
基礎的能力1000015025
専門的能力20051025060
分野横断的能力100500015