Course Objectives
1. 化学工業での装置・操作設計におけるCEA技術利用の現状とその意義が理解できる
2. 簡単な例題により、Excelの機能や数値計算ソフト(Maxima)によるモデル化からシ
ミュレーションの実行まで一連の操作が行える
3. 卒研や専攻科研究など自らの研究テーマを対象として、モデル化を行い、シミュ
レーションや最適化によって得られる情報に基づき、研究課題に対して新たな観点か
ら考察を加えることができる
Rubric
| 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 | 化学工業での装置・操作設計におけるCEA技術利用の現状とその意義が理解できる | 化学工業での装置・操作設計におけるCEA技術の考え方を有している | 化学工業での装置・操作設計におけるCEA技術の考え方を有していない |
| 評価項目2 | Excelの機能や数値計算ソフトによるモデル化からシ
ミュレーションの実行まで一連の操作が行える | Excelの機能や数値計算ソフトによるモデル化からシ
ミュレーションの実行まで一連の操作方法に考え方を有している | Excelの機能や数値計算ソフトによるモデル化からシ
ミュレーションの実行まで一連の操作方法に考え方を有している |
| 評価項目3 | 卒研や専攻科研究など自らの研究テーマを対象として、モデル化を行い、シミュ
レーションや最適化によって得られる情報に基づき、研究課題に対して新たな観点か
ら考察を加えることができる | 卒研や専攻科研究など自らの研究テーマを対象として、モデル化を行い、シミュ
レーションや最適化によって得られる情報に基づき、研究課題に対して新たな観点か
ら考察する考え方を有している | 卒研や専攻科研究など自らの研究テーマを対象として、モデル化を行い、シミュ
レーションや最適化によって得られる情報に基づき、研究課題に対して新たな観点か
ら考察する考え方を有していない |
Assigned Department Objectives
Teaching Method
Outline:
地球環境や資源問題など様々な制約条件の下で、効率的に化学プラントの設計を行うには、シミュ
レーションや最適化などのCAE（Computer Aided Engineering）技術の利用が不可欠である。本科目
では、化学工業におけるCAE利用の実態を理解し、CAE技術利用の意義と方法論を理解・習得すること
を目的とする。具体的には、Excelの機能（ゴールシーク、ソルバー、Visual Basic for Applicatio
ns(VBA)など）や数値計算ソフト(Maxima)を用いて、化学プロセス設計やモデリング方法について学
習する。
Style:
化学工業におけるCAE利用の現状ならびに、化学プロセスのモデリング法についての講義を行う。次
いで、Excelや数値計算ソフト(Maxima)による方程式解法を説明し、モデルの作成やシミュレーショ
ン・パラメータ同定など、使用方法を学習する。その後、履修者をグループに分け、グループ毎に卒
業研究や専攻科研究テーマ等から対象プロセスを一つ選び、モデル化とシミュレーション/最適化を
実施する。得られた結果はレポートにまとめ提出する。本科目は学修単位科目であるので、授業時間
以外での学修が必要であり、レポートや演習も併せて課す。
Notice:
Course Plan
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Theme |
Goals |
| 2nd Semester |
| 3rd Quarter |
| 1st |
化学工業を取り巻く課題とCAE利用の現状について |
CAE（Computer Aided Engineering）の現状について理解できる
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| 2nd |
Excelの機能（ゴールシーク、ソルバー、VBA）について |
Excelの機能（ゴールシーク、ソルバー、VBA）を理解することができる
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| 3rd |
Excelによる方程式の解法 |
Excelの機能（ゴールシーク、ソルバー、VBA）を用いて、連立方程式、非線形方程式を解くことができる
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| 4th |
数値計算ソフト(Maxima)による方程式の解法 |
数値計算ソフト（Maxima）の機能を理解することができる
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| 5th |
化学プロセスにおける物質収支(定常操作) |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて定常状態における物質収支問題を解くことができる
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| 6th |
化学プロセスにおける物質収支(非定常操作) |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて非定常状態における物質収支問題を解くことができる
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| 7th |
貯水タンクモデル（モデリングとシミュレーション） |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて、貯水タンクモデルをモデリングできる
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| 8th |
ロトカ・ボルテラモデル（モデリングとシミュレーション） |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて、ロトカ・ボルテラモデルを解くことができる
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| 4th Quarter |
| 9th |
反応装置のモデル（回分操作、半回分操作、連続操作） |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて、反応器の設計を行うことができる
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| 10th |
演習テーマの選定 |
CAE（Computer Aided Engineering）が有効な課題を検討することができる
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| 11th |
選定テーマを対象としたモデル化および最適化(1) |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて、自らが提案したモデルを解くことができる
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| 12th |
選定テーマを対象としたモデル化および最適化(2) |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて、自らが提案したモデルを解くことができる
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| 13th |
選定テーマを対象としたモデル化および最適化(3) |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて、自らが提案したモデルを解くことができる
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| 14th |
選定テーマを対象としたモデル化および最適化(4) |
Excelおよび数値計算ソフトを用いて、自らが提案したモデルを解くことができる
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| 15th |
まとめ |
自らが提案したモデルの有用性について説明できる
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| 16th |
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Evaluation Method and Weight (%)
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | Total |
| Subtotal | 0 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |