到達目標
(1) 与えられた数理モデルを満足するシミュレーションプログラムを、任意のプログラミング言語で作成できる。
(2) 得られたシミュレーション結果を正しく解析・評価できる。
(3) CAD、CAM、CAEの基本的な操作を習得できている。
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 | 与えられた条件を満足する数理モデルを自身で設計でき、設計したモデルのシミュレーションプログラムを任意のプログラミング言語で作成できる。 | 与えられた数理モデルを満足するシミュレーションプログラムを、任意のプログラミング言語で作成できる。 | 与えられた数理モデルを満足するシミュレーションプログラムを作成できない。 |
| 評価項目2 | 得られたシミュレーション結果を正しく解析・評価でき、自身の考察を他者へ論理的に伝えることができる。 | 得られたシミュレーション結果を正しく解析・評価できる。 | 得られたシミュレーション結果を正しく解析・評価できない。 |
| 評価項目3 | CAD、CAM、CAEの基本的な操作を習得できており、シミュレーションに応用できる。 | CAD、CAM、CAEの基本的な操作を習得できている。 | CAD、CAM、CAEの基本的な操作を習得できていない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
アルゴリズム、データ構造、数値計算法の基礎を理解していることを前提とし、大規模かつ複雑なシミュレーションを実施するための技術を習得する。また、製品の製造を支援するコンピュータシステムである CAD、CAM、CAE についての操作方法について学ぶ。【オムニバス形式】
この科目は企業で自動車部品等のＣＡＥ解析を担当していた教員が、その経験を活かし、一般的な企業等で実際に用いられる解析手法やソフトウェア等について講義または演習形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
本講義は講義と演習を併せて行う。講義は配布資料とスライドを用いて数理モデルの構築と実装方法について説明する。演習はPCを用いて実施するものとし、各自がシミュレーションプログラムを作成する。
注意点:
【成績評価の基準・方法】
試験の成績を70%、平素の学習状況（課題、レポート等）を30%の割合で総合的に評価する。学年の評価は前学期末の評価とする。技術者が身につけるべき専門基礎として、上記の到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
【事前・事後学習】
事前学習として配布した教材や自身で模写したノートをよく読み込んだ上で、理解が難しかった部分を整理して授業に臨むこと。また、事後学習として授業内で取り扱った項目について復習し理解を深めること。
【学修単位科目（授業時間外の学習時間等）】
本科目は学修単位のため、以下の標準学習時間を設定した自主学習を累計45時間分以上実施して提出しなければ、成績が60点を超えた場合でも59点として扱い単位を認定しない。
・全15回の授業に対して、0.5時間の事前学習と1.5時間の事後学習。計30時間分。
・授業時間中に提示する課題の学習時間計12時間分
・試験勉強のための学習3時間分。
【履修上の注意】
本科目は複数の教員が講義を担当するオムニバス形式の科目である。この科目を履修するにあたっては、ノートPCなど、シミュレーションプログラムを作成するための環境を自身で有していることが望ましい。
※課題「小型飛行機の創造設計」ではＪＡＸＡから貸与された流体解析ソフトFaSTAR等を用いる．また，本課題は主に夏休みの宿題として取り組む．
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 |
ガイダンス、開発環境の構築 |
シミュレーションプログラムの開発環境を整える。
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| 2週 |
モンテカルロ法① |
モンテカルロ法の概要を理解する。
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| 3週 |
モンテカルロ法② |
モンテカルロ法を使ったシミュレーションプログラムを作成できる。
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| 4週 |
モンテカルロ法③ |
モンテカルロ法を使ったシミュレーションプログラムを作成できる。
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| 5週 |
待ち行列シミュレーション入門① |
待ち行列モデルの概要を理解する。
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| 6週 |
待ち行列シミュレーション入門② |
待ち行列モデルを使ったシミュレーションプログラムを作成できる。
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| 7週 |
待ち行列シミュレーション入門③ |
待ち行列モデルを使ったシミュレーションプログラムを作成できる。
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| 8週 |
待ち行列シミュレーション入門④ |
待ち行列シミュレーションの結果を解析・評価できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
クラスNPに属する問題の近似解法① |
クラスNPに属する問題の概要を理解する。
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| 10週 |
クラスNPに属する問題の近似解法② |
クラスNPに属する問題の近似解を導出するコンピュータプログラムを作成できる。
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| 11週 |
クラスNPに属する問題の近似解法③ |
クラスNPに属する問題の近似解を導出するコンピュータプログラムを作成できる。
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| 12週 |
物理現象の数値解析①；ＣＡＥとは何か |
ＣＡＥの基礎を理解する。
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| 13週 |
物理現象の数値解析②；空気抵抗を伴う落下運動の解析（常微分方程式の数値解法） |
常微分方程式で表される物理現象を数値計算により予測・解析できる。
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| 14週 |
物理現象の数値解析③；２次元温度場の解析（偏微分方程式の数値解法） |
偏微分方程式で表される物理現象を数値計算により予測・解析できる。
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| 15週 |
CAD、CAM、CAEシステムの操作と利用；小型飛行機の創造設計 |
ＣＡＤ，ＣＡＥを活用した小型飛行機の創造設計ができる。
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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 |
評価割合
| 試験 | 平素の学習状況 | | | | | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 専門的能力 | 40 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |