高度専門特別講義Ⅱ(応用解析法)

科目基礎情報

学校 呉工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 高度専門特別講義Ⅱ(応用解析法)
科目番号 0042 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 プロジェクトデザイン工学専攻 対象学年 専2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 伊津野和行・酒井久和:Excelではじめる数値解析、森北出版
担当教員 河村 進一

到達目標

1. 建設工学に関連する問題の数値解析手法について説明できる
2. 数値微分・数値積分などの計算をExcelを使用してできる。
3. 建設工学に関連する問題の数値解析解の評価ができる。

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建設工学に関連する問題について,数値解析手法の特徴などを踏まえ詳細に説明できる建設工学に関連する問題の数値解析手法について説明できる建設工学に関連する問題の数値解析手法について説明できない
評価項目2建設工学に関連する問題について適切に数値解析法を選択し,もっともらしい数値解を求めることができる建設工学に関連する基礎的な問題について数値解析法による解を求めることができる建設工学に関連する基礎的な問題について数値解析法による解を求めることができない
評価項目3 建設工学に関連する問題について,数値解析手法による差異や理論値との比較などによって数値解析解の評価ができる建設工学に関連する基礎的な問題について,数値解析解の評価ができる建設工学に関連する基礎的な問題について,数値解析解の評価ができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
現代の工学においては計算機を用いた数値シミュレーションが多用されており、これからの建設技術者は解析技術の基礎を基本的素養として習得しておく必要がある。本講義では建設工学分野にかかわる問題を題材に微分方程式の数値解析手法について習得する。
授業の進め方・方法:
講義形式で行うが、レポート等課題を課し、授業中の質疑などにとって学習状況を確認する。
注意点:
応用物理、応用数学、情報処理などの数理解析法を環境都市系の工学的問題に応用する発展科目である。

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
後期
3rdQ
1週 表計算ソフトの復習 表計算ソフトおよびVBAの使用方法の復習
2週 数値解析の基礎 アナログとデジタルの違い、有効数字など数値解析の基礎的な事項を説明できる
3週 関数の近似 テイラー展開について説明できる
4週 関数の補間 関数の補間法について説明できる
5週 数値微分 デジタルデータの数値的な微分について説明できる
6週 数値積分 デジタルデータの数値的な積分について説明できる
7週 非線形方程式の数値解法 非線形方程式の解をニュートンラフソン法、二分法、はさみうち法などで計算できる
8週 中間試験 これまでの学習内容の確認を行う
4thQ
9週 1質点系モデルの応答① 減衰がない場合の1質点系モデルの応答について説明できる
10週 1質点系モデルの応答② 減衰がある場合の1質点系モデルの応答について説明できる
11週 波動方程式① 波動方程式の導出と変数分離を用いた理論解を説明できる
12週 波動方程式② 波動方程式の導出と変数分離を用いた理論解を説明できる
13週 圧密現象の差分解析 差分法を用いて圧密現象の数値解析ができる
14週 弦の振動の差分解析 差分法を用いて弦の振動の数値解析ができる
15週 期末試験 これまでの学習内容の確認を行うi
16週 まとめ
答案返却と解答説明
答案返却と解答説明
本講義のまとめを行う

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

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70000300100
基礎的能力0000000
専門的能力70000300100
分野横断的能力0000000