到達目標
有限要素法（FEM）の基礎原理を理解とこれまで学習した各種物理現象を振り返り、物理モデルや任意の偏微分方程式系に置ける単一もしくは複合した現象を、市販されている最新・最先端のシミュレーション技術をツールとして活用し、これら現実の複雑な現象を解析し分析できることを目指す。
①有限要素法の基礎原理を基にした数値解析
②３次元CADツール
③構造力学
④伝熱
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 | 最低限必要な到達レベルの目安(可) |
| 電気・機械・化学など複雑な現象に対し、統合的なモデルが構築出来、マルチフィジックスシミュレーションが行い、科学的かつ定量的に分析が行える | 複雑な自然現象に対し、適切なモデルを構築と、適切な解析条件が、自ら、設定出来、マルチフィジックスシミュレーションが行え、実際の現象と比較しながら、科学的・定量的に、議論できる。 | 例示されたアルゴリズムに従って、シミュレーションを実行することができる。 | サンプルのシミュレーションをそのまま実行することができる。 |
| 有限要素法などの数値解析について原理的な説明が出来る。 | 有限要素法などの数値解析について、その特徴や欠点について述べることが出来、解析結果の妥当性について説明できる。 | 有限要素法などの数値解析について、その特徴や欠点について述べることが出来る。 | 数値解析の特徴について述べることが出来る。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
物理現象や社会現象をモデル化する方法とそのモデル式を講義したのち、COMSOLマルチフィジックスシミュレータを用いてモデル構築を行い、解析を実施する。
授業の進め方・方法:
解析モデルを説明し、その実際にCOMSOLシミュレータを操作しシミュレーションを実施する。授業中に終えることのできなかった課題は、自学自習時間で達成する。講義期間中、課題のモデルを幾つか提示しそのシミュレーションを実施し、自らの考察を加える。後半、電磁界主シミュレーションが中心になるため、前期マイクロ波工学を履修を推奨。
注意点:
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 |
ガイダンス |
シミュレーションとは何かを理解し、COMSOLの設定を行う
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| 2週 |
有限要素法の基礎（１） |
有限要素法を手計算により計算することが出来る。
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| 3週 |
有限要素法の基礎（２） |
有限要素法の考え方を理解し、説明できる。
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| 4週 |
COMSOLの使用方法 |
COMSOLの操作方法について習熟する。
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| 5週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（１） |
与えられた構造モデルをCOMSOL内に構築し計算できる。
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| 6週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（２） |
与えれた構造モデルをCOMSOL内に構築し計算できる。
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| 7週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（３） |
自ら考えた構造モデルをCOMSOL内に構築し計算できる。
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| 8週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（４） |
与えられた電気と伝熱モデルをCOMSOL内に構築し計算できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（５） |
与えられた電気と伝熱モデルをCOMSOL内に構築し計算できる
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| 10週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（６） |
自ら考えた電気と伝熱モデルをCOMSOL内に構築し計算できる
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| 11週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（７） |
与えられた電磁気モデルをCOMSOL内に構築し計算できる
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| 12週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（８） |
与えられた電磁気モデルをCOMSOL内に構築し計算できる
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| 13週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（９） |
自ら考えた電磁気モデルをCOMSOL内に構築し計算できる
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| 14週 |
COMSOLを用いたモデル構築・解析（１０） |
マルチフィジックスシミュレータのモデルを構築し、計算できる
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| 15週 |
まとめ・発表
各課題と自ら考えたモデルの計算結果を発表 |
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| 16週 |
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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 | 0 | 60 | 15 | 15 | 0 | 0 | 90 |
| 基礎的能力 | 0 | 20 | 5 | 5 | 0 | 0 | 30 |
| 専門的能力 | 0 | 20 | 5 | 5 | 0 | 0 | 30 |
| 分野横断的能力 | 0 | 20 | 5 | 5 | 0 | 0 | 30 |