到達目標
１．接触する２物体の接触圧力や接触面積およびEHL油膜厚さの計算がExcelを用いて性格にできる．
２．摩擦面の温度上昇を．差分法を用いて数値計算ができる．
３．Reynolds方程式により２次元流体潤滑の数値解析ができる．
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 |
| 接触する２物体の接触圧力や接触面積の計算ができる． | 任意の楕円体のの接触計算ができる． | 円筒どうし，球どうしにの接触について計算できる． | Heltzの式の使用法が説明できない． |
| EHL油膜厚さを計算できる． | 様々な条件に対しEHL油膜厚さを計算できる． | 簡単な条件に対しEHL油膜厚さを計算できる． | EHL油膜厚さ計算式を説明できない． |
| 摩擦面の温度上昇を．差分法を用いて数値計算ができる．できる． | 非定常条件に対し固体の熱伝導を差分法により解ける．対策を提案できる． | 定常条件に対し固体の熱伝導を差分法により解ける． | 固体の熱伝導を差分法により定式化できない． |
| Reynolds方程式により２次元流体潤滑の数値解析ができる | 非定常条件で油膜厚さと圧力分布を差分法により求めることができる． | 定常条件で油膜厚さと圧力分布を差分法により求めることができる． | ２次元レイノルズ方程式を差分法で定式化できない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
トライボロジーとは、“摩擦、摩耗、潤滑”を工学的に取り扱う学問分野である。
本講義では、トライボロジー関連の諸問題の基礎的数値解析法を身につける．
授業の進め方・方法:
基本的な項目について解説したあと，公式のExcelで計算と，代表的な方程式の離散化とC言語によるプログラム作成，これを用いた数値シミュレーションを行う．
注意点:
専攻科は学修単位であるので，教室外でのプログラム作成を要する．評価は作成されたプログラムコード，計算結果によっておこない，60点以上を合格とする．
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 |
Heltzの式の説明と接触圧力，接触面積の計算をExcelで行う． |
Heltzの式を用いて接触圧力，接触面積の計算がExcelでできる．
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| 2週 |
流体潤滑および弾性流体潤滑理論 |
流体潤滑および弾性流体潤滑理論を説明できる．
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| 3週 |
EHL油膜厚さ計算式 |
EHL油膜厚さの計算式を説明できる．
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| 4週 |
EHL油膜厚さの計算 |
無次元パラメータを介して油膜厚さがEｘｃelで計算できる．．
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| 5週 |
固体中の熱伝導と境界条件の離散化 |
固体中の熱伝導と境界条件を離散化できる．
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| 6週 |
定常熱伝導問題を解くC言語プログラムの作成 |
定常熱伝導問題を解くC言語プログラムが作成できる．
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| 7週 |
定常状態での摩擦面の温度上昇の解析 |
定常状態での摩擦面の温度上昇を解析ができる．
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| 8週 |
非定常熱伝導問題を解くC言語プログラムの作成 |
非定常熱伝導問題を解くC言語プログラムが作成できる．．
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| 4thQ |
| 9週 |
非定常状態での摩擦面温度上昇の解析 |
非定常状態での摩擦面温度上昇の解析ができる．
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| 10週 |
２次元レイノルズ方程式の離散化とC言語によるプログラム作成 |
２次元レイノルズ方程式の離散化とC言語によるプログラムが作成できる．
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| 11週 |
定常状態に対するプログラム作成 |
定常状態に対してC言語によるプログラムが作成できる．
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| 12週 |
定常状態における油膜厚さと圧力分布 |
定常状態における油膜厚さと圧力分布が解析できる．
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| 13週 |
非定常状態に対するプログラム作成 |
非定常状態に対してC言語によるプログラムが作成できる．
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| 14週 |
非定常状態における油膜厚さと圧力分布 |
非定常状態における油膜厚さと圧力分布が解析できる．
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| 15週 |
発表会 |
解析結果について説明できる．
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 3 | 後1 |
| 熱流体 | 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 3 | 後13 |
| フーリエの法則および熱伝導率を説明できる。 | 3 | 後5 |
| 情報処理 | プログラムを実行するための手順を理解し、操作できる。 | 3 | 後6 |
| 定数と変数を説明できる。 | 3 | 後6 |
| 整数型、実数型、文字型などのデータ型を説明できる。 | 3 | 後6 |
| 演算子の種類と優先順位を理解し、適用できる。 | 3 | 後6 |
| 算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。 | 3 | 後6 |
| データを入力し、結果を出力するプログラムを作成できる。 | 3 | 後6 |
| 条件判断プログラムを作成できる。 | 3 | 後6 |
| 繰り返し処理プログラムを作成できる。 | 3 | 後6 |
| 一次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 3 | |
| 二次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | プログラムコード | 解析結果 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 20 | 40 | 40 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 20 | 40 | 40 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |