科目ナンバー

SE-CV3-3C32

履修条件・関連科目等

　「固体力学」、「構造力学２」、「数値解析」を履修済みであることを前提に講義を行う。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

　近年、構造物の計画・設計にはシミュレーション工学の基礎理論の理解と汎用CAEシステムの利用が必要不可欠になっている。この講義では、シミュレーション工学における標準的な離散化手法である有限要素法の基礎理論の習得、および汎用CAEシステムを用いて実問題に対するシミュレーションとその結果の評価を行う。なお、設備の都合上、履修人数を制限する場合がある。

科目目的

　シミュレーション工学では、微分方程式の数値解析手法として、マトリックス変位法と有限要素法に着目して、それらの基礎理論の理解とそれらを用いた力学問題への応用について学ぶ。

到達目標

　シミュレーション工学の基本的な考え方と、標準的な離散化手法である有限要素法の基礎理論を習得し、汎用CAE（Computer Aided Engineering）システムを用いたシミュレーションの実行及びその結果の評価を行う能力を身につけることを目標とする。

授業計画と内容

第１回　シミュレーション工学概論
第２回　マトリックス変位法によるトラス構造解析（１）：1次元トラス構造
第３回　マトリックス変位法によるトラス構造解析（２）：２次元トラス構造
第４回　CAEシステムによるトラス構造解析
第５回　マトリックス変位法による骨組構造解析（１）：剛性方程式
第６回　マトリックス変位法による骨組構造解析（２）：様々な問題への適用
第７回　CAEシステムによる骨組構造解析
第８回　マトリックス変位法と有限要素法
第９回　有限要素法によるポテンシャル流れ・熱伝導解析（１）：重み付き重差法
第10回　有限要素法によるポテンシャル流れ・熱伝導解析（２）：有限要素方程式
第11回　有限要素法によるポテンシャル流れ・熱伝導解析（３）：浸透流・熱伝導解析
第12回　CAEシステムによる課題解析（１）：解析手順
第13回　CAEシステムによる課題解析（２）：様々な問題への適用と結果の評価
第14回　利用事例、到達度確認と総括

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

　授業前にmanabaに講義資料を掲載するので、必ず目を通して出席すること。復習には特に力を入れ、次回までに曖昧な事項や疑問点を持ち越さないようにする。課題でレポートの提出がある場合は、必ず期日までに作成し、提出すること。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける／授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

実習、フィールドワーク

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

PC（CAD）室において演習を行う。

授業におけるICTの活用方法

その他

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

コンピュータプログラムを用いた演習を行う。

実務経験のある教員による授業

はい

【実務経験有の場合】実務経験の内容

コンピュータを用いた演習を担当する野島先生は、長年建設コンサルタントでシミュレーション工学に関する内容を業務にて実践している。

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

実務に関連した課題を演習に取り入れる。

テキスト・参考文献等

テキスト：竹間弘、樫山和男「構造力学の基礎」（日新出版3,200円＋税）
参考書　：竹内則雄、樫山和男、寺田賢二郎「計算力学（第２版）－有限要素法の基礎－」（森北出版3,400円＋税）

その他特記事項

この科目は教職（数学）の必修科目です。　※2019年度入学生まで

参考URL

http://www.civil.chuo-u.ac.jp/lab/keisan/index.html