科目名 |
計算力学 |
JABEE科目 |
科目CODE 366 |
学年・学科等名 |
第5学年 制御情報工学科 |
担当教員 |
阿部 晶(8035) |
単位数・期間 |
1単位・後期 |
総時間数 |
45時間（含：自学自習，中間試験） |
教 科 書 名 |
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補 助 教 材 |
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参 考 書 |
例えば，偏微分方程式の数値解法入門，森北出版 |
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Ａ 教育目標
偏微分方程式の数値解法である差分法および有限要素法に関する基礎を理解し，これらの手法による工学上の問題解決のための基礎を養う。
Ｂ 概要
現在，工学分野の諸問題解析に利用され，計算力学を代表する手法としての地位を確立している差分法および有限要素法の基礎事項について教授する。
Ｃ 教育目標との対応
本校の 教育目標 |
制御情報工学科の 教育目標 |
教育プログラム 科目区分 |
教育プログラムの学習・教育目標 （JABEE基準：c, d, e） |
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③ |
③ |
基礎工学科目 |
A-2 （60％） |
D-1 （20％） |
D-2 （20％） |
Ｄ 学習上の留意点
差分法および有限要素法に代表される数値解法 は，近年では性能の優れた汎用のアプリケーション・ソフトウェアが数多く開発され，そのブラックボックス化が進んでいる。一方,それらを利用して工学上の 現実の諸問題を解析できるためには，これらの手法の基礎的な理論を十分に理解しておくことが重要である。
Ｅ 評価方法
定期試験2回（80％），課題提出状況（20％）により評価する。
Ｆ 授業内容 講義＋教室内自学自習３０時間，自学自習１５時間，総時間数４５時間
授業項目 |
時間 |
内 容 ・ 到達目標 |
教育 プログラム |
1. 偏微分方程式の差分解法 （1）偏微分係数の差分近似 |
2 |
テーラー展開の基づく1階，2階偏微分係数の差分近似について学ぶ。 |
A-2 D-1 D-2 |
（2）放物型方程式の数値解法 |
6 |
陽解法およびクランク・ニコルソンの陰解法による数値解法を習得する。 |
A-2 D-1 D-2 |
（3）楕円型方程式の数値解法 |
6 |
ガウス・ザイデル法および逐次過大緩和法（SOR法）による数値解法を習得する。 |
A-2 D-1 D-2 |
（後期中間試験） |
2 |
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（4）双曲型方程式の数値解法 |
6 |
陽解法による数値解法を習得する。 |
A-2 D-1 D-2 |
2. 有限要素法の基礎 |
8 |
骨組構造物の一種であるトラスを用いて有限要素法の考え方を理解し，トラスの強度計算ができる。 |
A-2 D-1 D-2 |
（学年末試験） |
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◆自学自習 ・各種基礎式の導出及び公式の導出の確認に必要な復習 ・２回の定期試験のための準備 |
15 |
自学自習時間として，日常の授業のための予習復習時間，理解を深めるための演習課題の考察・解法の時間および定期試験の準備のための勉強時間を総合して15時間と考えている。 |
A-2 D-1 D-2 |
Ｇ 関連科目
数値解析Ⅰ・Ⅱ，熱・流体工学Ⅰ・Ⅱ，材料力学Ⅰ・Ⅱ
旭川高専2009 |